論文の概要: Molecular Quantum Transformer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.21686v1
• Date: Thu, 27 Mar 2025 16:54:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-28 12:53:49.467576
• Title: Molecular Quantum Transformer
• Title（参考訳）: 分子量子トランス
• Authors: Yuichi Kamata, Quoc Hoan Tran, Yasuhiro Endo, Hirotaka Oshima,
• Abstract要約: 分子量子系における相互作用をモデル化するための分子量子変換器(MQT)を提案する。 分子構成の注意機構を実装するために量子回路を利用することで、MQTは全ての構成に対する基底状態エネルギーを効率的に計算できる。 提案手法は, 既存の量子アルゴリズムの代替として, 基底状態エネルギーを推定し, 量子化学と材料科学の新しい道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The Transformer model, renowned for its powerful attention mechanism, has achieved state-of-the-art performance in various artificial intelligence tasks but faces challenges such as high computational cost and memory usage. Researchers are exploring quantum computing to enhance the Transformer's design, though it still shows limited success with classical data. With a growing focus on leveraging quantum machine learning for quantum data, particularly in quantum chemistry, we propose the Molecular Quantum Transformer (MQT) for modeling interactions in molecular quantum systems. By utilizing quantum circuits to implement the attention mechanism on the molecular configurations, MQT can efficiently calculate ground-state energies for all configurations. Numerical demonstrations show that in calculating ground-state energies for H_2, LiH, BeH_2, and H_4, MQT outperforms the classical Transformer, highlighting the promise of quantum effects in Transformer structures. Furthermore, its pretraining capability on diverse molecular data facilitates the efficient learning of new molecules, extending its applicability to complex molecular systems with minimal additional effort. Our method offers an alternative to existing quantum algorithms for estimating ground-state energies, opening new avenues in quantum chemistry and materials science.
• Abstract（参考訳）: Transformerモデルは、その強力な注意機構で知られ、様々な人工知能タスクで最先端のパフォーマンスを達成したが、高い計算コストやメモリ使用量といった課題に直面している。 研究者はTransformerの設計を強化するために量子コンピューティングを検討しているが、古典的なデータではまだ成功していない。 量子データ,特に量子化学における量子機械学習の活用を中心に,分子量子系の相互作用をモデル化するための分子量子変換器(MQT)を提案する。 分子構成の注意機構を実装するために量子回路を利用することで、MQTは全ての構成に対する基底状態エネルギーを効率的に計算できる。 数値実験では、H_2, LiH, BeH_2, H_4の基底状態エネルギーを計算する際に、MQTは古典的なトランスフォーマーよりも優れており、トランスフォーマー構造における量子効果の可能性を強調している。 さらに、多種多様な分子データに対する事前学習能力は、新しい分子の効率的な学習を促進し、追加の労力を最小限に抑えることで、複雑な分子システムへの適用性を高める。 提案手法は, 既存の量子アルゴリズムの代替として, 基底状態エネルギーを推定し, 量子化学と材料科学の新しい道を開く。

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