論文の概要: Simulation of a Diels-Alder Reaction on a Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08107v1
• Date: Tue, 12 Mar 2024 22:29:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 16:22:37.718759
• Title: Simulation of a Diels-Alder Reaction on a Quantum Computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるディール・アルダー反応のシミュレーション
• Authors: Ieva Liepuoniute, Mario Motta, Thaddeus Pellegrini, Julia E. Rice, Tanvi P. Gujarati, Sofia Gil, Gavin O. Jones
• Abstract要約: 本研究では、量子アルゴリズムとハードウェアの化学反応研究への応用の可能性について検討する。 我々の目標は、遷移状態を形成するエチレンとシクロペンタジエンとの反応の活性化障壁を計算することである。 我々は最大8キュービットの量子ハードウェア上でシミュレーションを行い、正確なアクティベーションバリアを計算する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The simulation of chemical reactions is an anticipated application of quantum computers. Using a Diels-Alder reaction as a test case, in this study we explore the potential applications of quantum algorithms and hardware in investigating chemical reactions. Our specific goal is to calculate the activation barrier of a reaction between ethylene and cyclopentadiene forming a transition state. To achieve this goal, we use quantum algorithms for near-term quantum hardware (entanglement forging and quantum subspace expansion) and classical post-processing (many-body perturbation theory) in concert. We conduct simulations on IBM quantum hardware using up to 8 qubits, and compute accurate activation barriers in the reaction between cyclopentadiene and ethylene by accounting for both static and dynamic electronic correlation. This work illustrates a hybrid quantum-classical computational workflow to study chemical reactions on near-term quantum devices, showcasing the potential of quantum algorithms and hardware in accurately calculating activation barriers.
• Abstract（参考訳）: 化学反応のシミュレーションは、期待されている量子コンピュータの応用である。 本研究では, ダイルス・アルダー反応を実験ケースとして, 量子アルゴリズムとハードウェアの化学反応研究への応用の可能性について検討する。 我々の具体的な目標は、遷移状態を形成するエチレンとシクロペンタジエンとの反応の活性化障壁を計算することである。 この目的を達成するために,我々は,短期量子ハードウェア(絡み込み鍛造と量子部分空間展開)と古典的後処理(多体摂動理論)に量子アルゴリズムを用いる。 我々は、最大8キュービットの量子ハードウェア上でシミュレーションを行い、静的および動的電子相関を考慮し、シクロペンタジエンとエチレンの反応における正確な活性化障壁を計算する。 この研究は、近い将来の量子デバイス上での化学反応を研究するためのハイブリッド量子古典計算ワークフローを示し、アクティベーション障壁を正確に計算する量子アルゴリズムとハードウェアの可能性を示している。

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