論文の概要: Additive binding energies in asphalt on a quantum processor via quantum-selected configuration interaction (QSCI)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.27640v2
• Date: Thu, 28 May 2026 07:48:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-30 02:45:54.83157
• Title: Additive binding energies in asphalt on a quantum processor via quantum-selected configuration interaction (QSCI)
• Title（参考訳）: 量子選択構成相互作用(QSCI)による量子プロセッサ上のアスファルト中の付加結合エネルギー
• Authors: Karim Elgammal, Marc Maußner,
• Abstract要約: 相関電子構造計算への実践的なルートとして量子中心型スーパーコンピュータが登場している。 本稿では,アスファルトバインダーの加法結合エネルギーを計算するためのハイブリッド量子古典ワークフローQuantumPaveを提案する。 工業的に関係のある材料問題に対する化学的に有意な結合エネルギーが、現在の量子ハードウェア上で達成可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum-centric supercomputing (in which a quantum processor samples the dominant electronic configurations and classical high-performance computing resources perform the diagonalisation) is emerging as a practical route to correlated electronic-structure calculations. We present QuantumPave, a hybrid quantum-classical workflow for computing additive binding energies in asphalt binder, a quantity central to the oxidative ageing of road infrastructure. Using a 24-atom pyridine-phenol hydrogen-bonded complex as a representative model, we couple machine-learning interatomic potentials (ORB v3) for geometry optimisation with quantum-selected configuration interaction (QSCI), also referred to as sample based quantum diagonalisation (SQD), in a (10e, 10o) active space run on the 54-qubit IQM Emerald processor. On hardware, SQD reproduces the active-space CASCI reference exactly, giving a binding energy of -3.52 kcal/mol (-0.153 eV); the device noise broadens the sampling to span the active space, so no zero-noise extrapolation is required. This active-space value captures the static correlation within the chosen orbitals and underbinds the full hydrogen bond: a counterpoise-corrected CCSD(T) benchmark gives -8.5 to -9.5 kcal/mol, while the calorimetric enthalpy of about -6.25 kcal/mol is consistent with this once zero-point, thermal, and solvent contributions are included. We show that chemically meaningful binding energies for an industrially relevant materials problem are attainable on current quantum hardware within a quantum-centric supercomputing workflow.
• Abstract（参考訳）: 量子中心のスーパーコンピュータ(量子プロセッサが支配的な電子配置をサンプリングし、古典的な高性能コンピューティングリソースが対角化を行う)は、相関電子構造計算の実用的な方法として浮上している。 本稿では,アスファルトバインダーの付加結合エネルギーを計算するためのハイブリッド量子古典ワークフローQuantumPaveについて述べる。 24原子ピリジン-フェノール水素結合錯体を代表モデルとして、54量子ビットIQMエメラルドプロセッサ上で実行される(10e, 10o)活性空間において、量子選択された構成相互作用(QSCI)を用いた幾何学最適化のための機械学習原子間ポテンシャル(ORB v3)を結合する。 ハードウェア上では、SQDは活性空間CASCI参照を正確に再現し、-3.52 kcal/mol (-0.153 eV)の結合エネルギーを与える。 正極補正CCSD(T)ベンチマークでは-8.5から-9.5kcal/molが与えられるが、約6.25kcal/molの熱的エンタルピーはこのゼロ点、熱的、溶媒的寄与を含む。 産業関連材料問題に対する化学的に有意な結合エネルギーは、量子中心のスーパーコンピュータワークフローにおける現在の量子ハードウェア上で達成可能であることを示す。

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