論文の概要: Quantum-centric simulation of hydrogen abstraction by sample-based quantum diagonalization and entanglement forging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.08229v1
- Date: Mon, 11 Aug 2025 17:48:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-12 21:23:29.247822
- Title: Quantum-centric simulation of hydrogen abstraction by sample-based quantum diagonalization and entanglement forging
- Title（参考訳）: サンプルベース量子対角化と絡み合い鍛造による水素の抽象化の量子中心シミュレーション
- Authors: Tyler Smith, Tanvi P. Gujarati, Mario Motta, Ben Link, Ieva Liepuoniute, Triet Friedhoff, Hiromichi Nishimura, Nam Nguyen, Kristen S. Williams, Javier Robledo Moreno, Caleb Johnson, Kevin J. Sung, Abdullah Ash Saki, Marna Kagele,
- Abstract要約: 重要な応用はラジカル鎖反応の計算である。
2,2-ジフェニルジプロパンから水素を抽象化するための活性化エネルギーと反応エネルギーを計算する。
計算はIBM Heronファミリーの超伝導量子プロセッサと古典計算資源を用いて行われる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8314070876706192
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The simulation of electronic systems is an anticipated application for quantum-centric computers, i.e. heterogeneous architectures where classical and quantum processing units operate in concert. An important application is the computation of radical chain reactions, including those responsible for the photodegradation of composite materials used in aerospace engineering. Here, we compute the activation energy and reaction energy for hydrogen abstraction from 2,2-diphenyldipropane, used as a minimal model for a step in a radical chain reaction. Calculations are performed using a superconducting quantum processor of the IBM Heron family and classical computing resources. To this end, we combine a qubit-reduction technique called entanglement forging (EF) with sample based quantum diagonalization (SQD), a method that projects the Schr\"{o}dinger equation into a subspace of configurations sampled from a quantum device. In conventional quantum simulations, a qubit represents a spin-orbital. In contrast, EF maps a qubit to a spatial orbital, reducing the required number of qubits by half. We provide a complete derivation and a detailed description of the combined EF and SQD approach, and we assess its accuracy across active spaces of varying sizes.
- Abstract（参考訳）: 電子システムのシミュレーションは、量子中心のコンピュータ、すなわち古典的および量子処理ユニットが協調して動作する異種アーキテクチャに期待される応用である。
重要な応用はラジカル鎖反応の計算であり、その中には航空宇宙工学で用いられる複合材料の光劣化の原因となるものも含まれる。
ここでは、ラジカル鎖反応の段階の最小モデルとして用いられる2,2-ジフェニルジプロパンから水素を抽象化するための活性化エネルギーと反応エネルギーを計算する。
計算はIBM Heronファミリーの超伝導量子プロセッサと古典計算資源を用いて行われる。
この目的のために、量子デバイスからサンプリングされた構成のサブ空間にSchr\"{o}dinger方程式を投影する手法である、絡み込み鍛造(EF)とサンプルベース量子対角化(SQD)という量子ビット還元手法を組み合わせる。
従来の量子シミュレーションでは、量子ビットはスピン軌道を表す。
対照的に、EFはキュービットを空間軌道にマッピングし、必要なキュービットの数を半分に減らす。
EFとSQDを組み合わせた手法の完全な導出と詳細な説明を行い、その精度を様々な大きさの活性空間にわたって評価する。
関連論文リスト
- Simulation of Atomic Layer Deposition with a Quantum Computer [0.0]
エミュレータ上での量子計算によるジルコニウムの原子層堆積(ALD)の研究について述べる。
ALDプロセス制御は、スピントロニクス、ナノチューブ、再生可能エネルギー貯蔵など、いくつかの技術応用において重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-03T22:01:00Z) - Surface Reaction Simulations for Battery Materials through Sample-Based Quantum Diagonalization and Local Embedding [0.04837072536850576]
リチウム電池電極表面における酸素還元反応の研究に量子埋め込み法を適用した。
連成クラスタシングルと二重の計算を基底状態エネルギー上で精度良く行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-13T22:17:29Z) - Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。
このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z) - Solving reaction dynamics with quantum computing algorithms [42.408991654684876]
線形応答によって支配される異なる反応を記述することに関連する応答関数の量子アルゴリズムについて検討する。
我々は原子核物理学の応用に焦点をあて、格子上の量子ビット効率のマッピングを検討し、現実的な散乱シミュレーションに必要な大量の量を効率的に表現することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-30T00:21:46Z) - Simulation of a Diels-Alder Reaction on a Quantum Computer [0.0]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-12T22:29:07Z) - Quantum chemistry simulation of ground- and excited-state properties of
the sulfonium cation on a superconducting quantum processor [0.0]
この研究は、短期量子デバイスにおける光解離の計算記述に向けた重要なステップである。
他の光解離過程に一般化することができ、より現実的なシミュレーションを達成するために自然に様々な方法で拡張することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-04T02:45:01Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。
これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z) - Probing the Universality of Topological Defect Formation in a Quantum
Annealer: Kibble-Zurek Mechanism and Beyond [46.39654665163597]
一次元横フィールドイジングモデルによるトポロジカル欠陥生成の実験的検討について報告する。
位相フリップ誤差を伴う開系量子力学のKZMにより量子シミュレータの結果を実際に説明できることが判明した。
これは、環境からの孤立を仮定する一般化KZM理論の理論的予測が、その元のスコープを越えてオープンシステムに適用されることを意味する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-31T02:55:35Z) - Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum
Computer Using Inherent Qubit Decoherence [53.20999552522241]
我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。
熱緩和を行うための3つの方法を提案する。
結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-03T11:48:11Z)
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。