2023-07-28 オークリッジ国立研究所(ORNL)
◆彼らはシングレットフィッションと呼ばれる現象をモデリングし、光子の吸収で2つの励起状態が生じるプロセスに対して、線形H4分子のエネルギーレベルが適合していることを確認しました。これは効率的な太陽電池の開発に役立つ可能性があります。
◆研究者たちは量子コンピュータの高精度と計算コストのバランスを取りながら、この課題に取り組みました。彼らの手法は、量子コンピュータが科学的問題に対処する有望な方法であることを示し、他の問題にも適用できる可能性があります。
＜関連情報＞
- https://www.ornl.gov/news/researchers-use-commercial-quantum-computer-identify-molecular-candidate-development-more
- https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.3c01106?ref=pdf
量子コンピューターで一重項核分裂をモデル化する Modeling Singlet Fission on a Quantum Computer
Daniel Claudino, Bo Peng, Karol Kowalski, and Travis S. Humble
The Journal of Physical Chemistry Letters Published:June 8, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c01106
Abstract
We demonstrate a practical application of quantum computing by using it to investigate the linear H4 molecule as a simple model for singlet fission. We use the Peeters-Devreese-Soldatov energy functional to calculate the necessary energetics based on the moments of the Hamiltonian estimated on the quantum computer. To reduce the number of required measurements, we use several independent strategies: 1) reduction of the size of the relevant Hilbert space by tapering off qubits; 2) measurement optimization via rotations to eigenbases shared by groups of qubit-wise commuting Pauli strings; and 3) parallel execution of multiple state preparation and measurement operations using all 20 qubits available on the Quantinuum H1-1 quantum hardware. Our results meet the energetic requirements for singlet fission, are in excellent agreement with exact transition energies (for the chosen one-particle basis), and outperform classical methods considered computationally feasible for singlet fission candidates.
