論文の概要: Quantum computing for corrosion-resistant materials and anti-corrosive coatings design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18759v1
• Date: Wed, 26 Jun 2024 21:04:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-06-28 15:56:54.498265
• Title: Quantum computing for corrosion-resistant materials and anti-corrosive coatings design
• Title（参考訳）: 耐食性材料の量子計算と防食コーティング設計
• Authors: Nam Nguyen, Thomas W. Watts, Benjamin Link, Kristen S. Williams, Yuval R. Sanders, Samuel J. Elman, Maria Kieferova, Michael J. Bremner, Kaitlyn J. Morrell, Justin Elenewski, Eric B. Isaacs, Samuel D. Johnson, Luke Mathieson, Kevin M. Obenland, Matthew Otten, Rashmi Sundareswara, Adam Holmes,
• Abstract要約: このプロジェクトは、物質と環境の相互作用をモデル化する方法を根本的に変えるために量子コンピュータをどのように活用するかを説明することを目的としている。 量子コンピュータの実用性は、2つの産業的に関係のある問題のレンズを通して探索される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6401635162105264
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent estimates indicate that the U.S. Department of Defense spends over \$20 billion USD annually on corrosion-related maintenance. This expenditure is accompanied by a substantial loss in asset readiness, ranging from 10% to 30%. Moreover, the global costs associated with corrosion damage have been estimated at an astonishing \$2.5 trillion USD per year, or approximately 3.4% of global GDP in 2016. This project aims to describe how quantum computers might be leveraged to fundamentally change the way material-environment interactions are modeled for material discovery, selection, and design. This project also seeks to understand the plausibility and utility of replacing portions of classical computing workflows with algorithms optimized for quantum computing hardware. The utility of quantum computers is explored through the lens of two industrially relevant problems: (1) characterizing magnesium alloy corrosion properties in aqueous environments and (2) identifying stable niobium-rich alloys with corrosion resistance at temperatures above 1500K. This paper presents an end-to-end analysis of the complexity of both classical and quantum algorithms used in application workflows. Resource estimates are produced using a custom software package, pyLIQTR, based on the qubitized Quantum Phase Estimation (QPE) algorithm. Estimates for the two aforementioned applications show that industrially-relevant computational models that have the potential to deliver commercial utility require quantum computers with thousands to hundreds of thousands of logical qubits and the ability to execute $10^{13}$ to $10^{19}$ T-gates. These estimates represent an upper bound and motivate continued research into improved quantum algorithms and resource reduction techniques.
• Abstract（参考訳）: 最近の推計では、アメリカ国防総省は腐食関連の維持に年間200億ドル以上を費やしている。 この支出には10%から30%の資産準備能力の大幅な損失が伴っている。 さらに、腐食損傷に伴う世界的なコストは、2016年の世界のGDPの約3.4%である年間2.5兆米ドルという驚くべき額と見積もられている。 このプロジェクトは、物質発見、選択、設計のために物質と環境の相互作用をモデル化する方法を根本的に変えるために量子コンピュータをどのように活用するかを説明することを目的としている。 このプロジェクトはまた、古典的なコンピューティングワークフローの一部を量子コンピューティングハードウェアに最適化されたアルゴリズムに置き換えることの妥当性と有用性を理解することを目指している。 1) 水溶液環境下でのマグネシウム合金の腐食特性と, (2) 1500K以上の温度での耐食性を有する安定なニオブ含有合金の識別である。 本稿では、アプリケーションワークフローで使用される古典的および量子的アルゴリズムの複雑さをエンドツーエンドで解析する。 リソース推定は、qubitized Quantum Phase Estimation (QPE)アルゴリズムに基づいて、カスタムソフトウェアパッケージ pyLIQTR を用いて生成される。 上記の2つの応用の見積もりによると、商業用途を提供する可能性を持つ産業関連計算モデルは、数千から数十万の論理量子ビットを持つ量子コンピュータを必要とし、10^{13}$ 10^{19}$ T-gatesを実行する能力を持っている。 これらの推定は上界を示し、改良された量子アルゴリズムと資源削減技術に関する継続的な研究を動機付けている。

関連論文リスト

• Quantum Computing in Corrosion Modeling: Bridging Research and Industry [0.0]
  腐食は、様々な産業における製品の寿命と信頼性に大きな課題をもたらす。 腐食過程の原子論的シミュレーションに適したハイブリッド量子古典ワークフローを開発し,実証する。 我々は、量子コンピュータがこれらの問題に取り組む上で、いつ、どのように重要な役割を果たすかを評価するために、詳細な量子リソース推定を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-10T21:28:48Z)
• Predicting ionic conductivity in solids from the machine-learned potential energy landscape [68.25662704255433]
  本稿では, イオン伝導体の迅速かつ信頼性の高いスクリーニング手法として, 普遍的な原子間ポテンシャルの解析手法を提案する。 第一原理計算では,10種中8種が室温で超イオン性であることが確認された。 本手法は, 機械学習電位によって駆動される分子動力学と比較して約50倍の高速化係数を達成し, 第一原理分子動力学に比べて少なくとも3,000倍高速である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-11T09:01:36Z)
• Self-Consistent Determination of Single-Impurity Anderson Model Using Hybrid Quantum-Classical Approach on a Spin Quantum Simulator [3.5919681412083038]
  本稿では,相関物質に対するハイブリッド量子古典的アプローチを実験的に実証する。 我々は計算の最も計算に要求される側面、すなわちグリーン関数の計算に対処する。 制御率の高い量子ビットの数は増え続けており、実験結果によりさらに複雑なモデルの解法が導かれる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-10T10:49:40Z)
• Dumpling GNN: Hybrid GNN Enables Better ADC Payload Activity Prediction Based on Chemical Structure [53.76752789814785]
  DumplingGNNは、化学構造に基づいてADCペイロードのアクティビティを予測するために特別に設計された、ハイブリッドなグラフニューラルネットワークアーキテクチャである。 DNAトポイソメラーゼIインヒビターに着目した包括的ADCペイロードデータセットで評価を行った。 特別なADCペイロードデータセットに対して、例外的な精度(91.48%)、感度95.08%)、特異性(97.54%)を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-23T17:11:04Z)
• Assessing the Requirements for Industry Relevant Quantum Computation [1.1687566782940522]
  我々は、業界関連量子計算の要件を評価するためにオープンソースのツールを使用します。 我々は現在の技術と超伝導量子ビットプラットフォームのための理論上の高忠実性シナリオに基づく。 ゲートと測定操作の実行時間は,システムエラー率よりも計算全体の実行時間を強く決定することがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-05T16:00:49Z)
• Quantifying fault tolerant simulation of strongly correlated systems using the Fermi-Hubbard model [31.805673346157665]
  強い相関のある物質の全体的理解を構築することが重要である。 フォールトトレラントな量子コンピュータは、これらの困難を克服するための道として提案されている。 我々は, 耐故障性量子コンピュータを用いて, 実験量を得るために必要な資源コストを見積もる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-10T17:50:56Z)
• Feasibility of accelerating incompressible computational fluid dynamics simulations with fault-tolerant quantum computers [1.7812428873698407]
  本研究では, CFDシミュレーションの高速化と精度向上のため, フォールトトレラント量子コンピュータの適用可能性について検討した。 球面上のドラッグ力の単純な場合に必要な量子資源を推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-10T14:38:46Z)
• Applications and resource estimates for open system simulation on a quantum computer [0.0]
  完全制御可能なオープンシステム量子シミュレータの応用について検討する。 具体的な計算問題を2つ紹介する。 安価な量子コンピュータシミュレーションを使用すれば、材料1つあたり200万ドルを節約できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-10T14:00:53Z)
• Discovering High-Strength Alloys via Physics-Transfer Learning [1.2438700252649395]
  ピエルス応力は、塑性流動に対する転位抵抗を評価して材料強度を測定する。 本稿では、力場シミュレーションで訓練されたニューラルネットワークを利用して結晶の塑性物理を理解するためのデータ駆動フレームワークを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-12T11:05:05Z)
• Quantum Electrometer for Time-Resolved Material Science at the Atomic Lattice Scale [0.0]
  本稿では, 非線形スターク応答を有する固体材料に埋没した光学活性スピン欠陥の分光を応用した電磁計の開発について述べる。 電荷トラップの局所化、輸送力学と騒音発生への影響の定量化、関連物質特性の解析、材料最適化戦略の開発に成功した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-25T16:29:11Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• Elastic Entangled Pair and Qubit Resource Management in Quantum Cloud Computing [73.7522199491117]
  量子クラウドコンピューティング(QCC)は、量子コンピューティングリソースを効率的に提供するための有望なアプローチを提供する。 ユーザ需要の変動と量子回路の要求は、効率的なリソース供給のために困難である。 本稿では、量子コンピューティングとネットワークリソースのプロビジョニングのためのリソース割り当てモデルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-25T00:38:46Z)
• Assessing requirements to scale to practical quantum advantage [56.22441723982983]
  大規模量子アプリケーションに必要なリソースを推定するために,スタックの層を抽象化し,量子リソース推定のためのフレームワークを開発する。 3つのスケールされた量子アプリケーションを評価し、実用的な量子優位性を達成するために数十万から数百万の物理量子ビットが必要であることを発見した。 私たちの研究の目標は、より広範なコミュニティがスタック全体の設計選択を探索できるようにすることで、実用的な量子的優位性に向けた進歩を加速することにあります。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-14T18:50:27Z)
• Potential Applications of Quantum Computing for the Insurance Industry [0.2538209532048866]
  本稿では、具体的なユースケースとして、保険契約の評価に対する量子コンピューティングの適用性について検討する。 これらのタスクのビジネスクリティカル性と、振幅推定と呼ばれる量子アルゴリズムの存在は、このユースケースを明確にする。 本稿では、保険関連ペイオフの特徴を量子回路モデルに記述した2つの量子回路について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-10T15:26:26Z)
• Optimal Stochastic Resource Allocation for Distributed Quantum Computing [50.809738453571015]
  本稿では,分散量子コンピューティング(DQC)のためのリソース割り当て方式を提案する。 本評価は,提案手法の有効性と,量子コンピュータとオンデマンド量子コンピュータの両立性を示すものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-16T02:37:32Z)
• Reducing the cost of energy estimation in the variational quantum eigensolver algorithm with robust amplitude estimation [50.591267188664666]
  量子化学と材料は、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つである。 これらの領域における産業関連問題とそれを解決する量子アルゴリズムとの整合性については、まだ多くの研究が続けられている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-14T16:51:36Z)
• Ternary Metal Oxide Substrates for Superconducting Circuits [65.60958948226929]
  基板材料の欠陥と表面の損失は、超伝導量子回路が実用可能な量子コンピュータを構築するのに必要なスケールと複雑さに達するのを制限している主要な要因の1つである。 本稿では, スピネル (MgAl2O4) およびランタンアルミネート (LaAlO3) の3元金属酸化物材料について, 表面・界面特性および調製に焦点をあてて検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-17T06:10:15Z)
• Spectral density reconstruction with Chebyshev polynomials [77.34726150561087]
  厳密な誤差推定で有限エネルギー分解能の制御可能な再構成を行う方法を示す。 これは、核と凝縮物質物理学における将来の応用の道を開くものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-05T15:16:13Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• BIGDML: Towards Exact Machine Learning Force Fields for Materials [55.944221055171276]
  機械学習力場(MLFF)は正確で、計算的で、データ効率が良く、分子、材料、およびそれらのインターフェースに適用できなければならない。 ここでは、Bravais-Inspired Gradient-Domain Machine Learningアプローチを導入し、わずか10-200原子のトレーニングセットを用いて、信頼性の高い力場を構築する能力を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-08T10:14:57Z)
• Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
  超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。 競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。 これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。