スウェーデンの量子コンピュータを初めて化学に応用(Swedish quantum computer applied to chemistry for the first time)

2023-04-21

2023-04-20 チャルマース工科大学

スウェーデンの研究者たちは、量子コンピュータを使って化学分野で初めての実際の計算を行いました。量子力学の法則を使って、量子化学では化学反応、材料開発、物質の性質に関する情報を得ることができます。
この研究は、既存のコンピューターでは限界があるため、量子コンピューターが分子計算を処理するのに適していると考えられています。この研究では、スウェーデン初の量子化学の計算が行われました。また、リファレンスステートエラーミティゲーション（REM）と呼ばれる方法が開発され、コンピューターのノイズから生じる誤差を修正し、より正確な量子化学の計算を実現することができました。

＜関連情報＞

参照状態エラーの軽減：化学の高精度量子計算のための戦略 Reference-State Error Mitigation: A Strategy for High Accuracy Quantum Computation of Chemistry

Phalgun Lolur, Mårten Skogh, Werner Dobrautz, Christopher Warren, Janka Biznárová, Amr Osman, Giovanna Tancredi, Göran Wendin, Jonas Bylander and Martin Rahm
Journal of Chemical Theory and Computation Published:January 27, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c00807

Abstract

Decoherence and gate errors severely limit the capabilities of state-of-the-art quantum computers. This work introduces a strategy for reference-state error mitigation (REM) of quantum chemistry that can be straightforwardly implemented on current and near-term devices. REM can be applied alongside existing mitigation procedures, while requiring minimal postprocessing and only one or no additional measurements. The approach is agnostic to the underlying quantum mechanical ansatz and is designed for the variational quantum eigensolver. Up to two orders-of-magnitude improvement in the computational accuracy of ground state energies of small molecules (H₂, HeH⁺, and LiH) is demonstrated on superconducting quantum hardware. Simulations of noisy circuits with a depth exceeding 1000 two-qubit gates are used to demonstrate the scalability of the method.