論文の概要: Simulation of Chemical Reactions on a Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03052v1
• Date: Tue, 5 Mar 2024 15:36:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 14:18:54.406048
• Title: Simulation of Chemical Reactions on a Quantum Computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける化学反応のシミュレーション
• Authors: Sumit Suresh Kale and Sabre Kais
• Abstract要約: 散乱行列要素の計算のための量子アルゴリズムを開発し,適用する。 量子アルゴリズムを用いて1次元半無限2乗井戸ポテンシャルと共線形水素交換反応に対する散乱行列要素の計算に成功した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Studying chemical reactions, particularly in the gas phase, relies heavily on computing scattering matrix elements. These elements are essential for characterizing molecular reactions and accurately determining reaction probabilities. However, the intricate nature of quantum interactions poses challenges, necessitating the use of advanced mathematical models and computational approaches to tackle the inherent complexities. In this study, we develop and apply a quantum algorithm for the calculation of scattering matrix elements. In our approach, we employ the time-dependent method based on the M\"oller operator formulation where the S-matrix element between the respective reactant and product channels is determined through the time correlation function of the reactant and product M\"oller wavepackets. We successfully apply our quantum algorithm to calculate scattering matrix elements for 1D semi-infinite square well potential and on the co-linear hydrogen exchange reaction. As we navigate the complexities of quantum interactions, this quantum algorithm is general and emerges as a promising avenue, shedding light on new possibilities for simulating chemical reactions on quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 特にガス相における化学反応の研究は散乱行列要素の計算に大きく依存している。 これらの元素は分子反応を特徴づけ、反応確率を正確に決定するのに必須である。 しかし、量子相互作用の複雑な性質は困難を招き、本質的な複雑性に取り組むために高度な数学的モデルと計算的アプローチを用いる必要がある。 本研究では,散乱行列要素の計算のための量子アルゴリズムを開発し,応用する。 本研究では,反応剤と生成物m\"oller wavepacketsの時間相関関数により,各反応剤と生成物チャネル間のs行列要素を決定するm\"oller演算子の定式化に基づく時間依存手法を採用する。 量子アルゴリズムを用いて1次元半無限2乗井戸ポテンシャルと共線形水素交換反応に対する散乱行列要素の計算に成功した。 量子相互作用の複雑さをナビゲートするときに、この量子アルゴリズムは一般に、有望な道として現れ、量子コンピュータ上で化学反応をシミュレートする新しい可能性に光を当てる。

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