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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18759v2
• Date: Fri, 04 Apr 2025 13:17:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-07 18:16:49.219144
• 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: 本稿では, 腐食防止剤や耐食材料の設計を加速するために, 量子コンピューティングを活用する可能性について検討する。 マグネシウムおよびニオブ合金の基底状態エネルギーをシミュレーションするためには,2292〜38598の論理量子ビットと1013ドルのTゲート(1.04$〜1962)が要求される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6401635162105264
• License:
• Abstract: Corrosion is a pervasive issue that impacts the structural integrity and performance of materials across various industries, imposing a significant economic impact globally. In fields like aerospace and defense, developing corrosion-resistant materials is critical, but progress is often hindered by the complexities of material-environment interactions. While computational methods have advanced in designing corrosion inhibitors and corrosion-resistant materials, they fall short in understanding the fundamental corrosion mechanisms due to the highly correlated nature of the systems involved. This paper explores the potential of leveraging quantum computing to accelerate the design of corrosion inhibitors and corrosion-resistant materials, with a particular focus on magnesium and niobium alloys. We investigate the quantum computing resources required for high-fidelity electronic ground-state energy estimation (GSEE), which will be used in our hybrid classical-quantum workflow. Representative computational models for magnesium and niobium alloys show that 2292 to 38598 logical qubits and $(1.04$ to $1962) \times 10^{13}$ T-gates are required for simulating the ground-state energy of these systems under the first quantization encoding using plane waves basis.
• Abstract（参考訳）: 腐食は広範囲にわたる問題であり、様々な産業における材料の構造的整合性と性能に影響を与え、世界的な経済的影響を示唆している。 航空宇宙や防衛などの分野では、耐食性材料の開発は重要であるが、材料と環境の相互作用の複雑さによって進行が妨げられることが多い。 腐食防止剤や耐食性材料の設計において, 計算手法は進歩してきたが, 関係の強いシステムの性質から, 基本的な腐食機構の理解に乏しい。 本稿では, マグネシウムおよびニオブ合金に焦点をあて, 腐食防止剤および耐食材料の設計を加速するために, 量子コンピューティングを活用する可能性について検討する。 高忠実度電子基底エネルギー推定(GSEE)に必要な量子コンピューティング資源について検討する。 マグネシウムおよびニオブ合金の代表計算モデルでは、平面波基底を用いた第1量子化符号化の下で、これらの系の基底状態エネルギーをシミュレートするために2292から38598の論理量子ビットと$(1.04$から$ 1962)の時空10^{13}$Tゲートが必要であることが示されている。

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