量子多体系ダイナミクスの実時間第一原理計算

  • 1.1 量子アルゴリズム・コンパイラ
  • 1.2 量子化学
石川 顕一
工学系研究科
教授
佐藤 健
工学系研究科
准教授
量子多体系ダイナミクスの時間依存シュレーディンガー方程式を、古典コンピューターに加え、量子コンピューター、特にNISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum)デバイスでシミュレーションする方法の開発を開始しています。
強レーザー場中の原子・分子。強いレーザーパルスを原子や分子に当てると、まずイオン化や励起が起こります。その後、極めて短い時間の間に電子が動き、続いて原子核が動き出します。これが光が引き起こす化学反応です。電子や原子核の動きを量子力学的に正確に数値計算し、それを観測したり制御したりするための第一原理計算手法やプログラムを開発しています。
第一原理・時間依存波動関数理論の概要。私たちが独自に開発してきたTD-CASSCF法やTD-OCC法では、全波動関数をSlater行列式の重ね合わせで表現します。展開係数とSlater行列式中の軌道関数を両方とも時間発展させることにより、多電子ダイナミクスを正確かつコンパクトに記述できます。第二量子化に基づく定式化により全波動関数の発展(量子)と個々の軌道関数の発展(古典)をNISQデバイスで計算するためのアルゴリズム開発も行っています。

プロジェクトに関するURL

共同実施者

  • 大阪大学
  • 株式会社QunaSys
  • オスロ大学 (ノルウェー)

主な関連論文

  • T. Sato, H. Pathak, Y. Orimo, K. L. Ishikawa, J. Chem. Phys. 148, 051101 (2018).
  • T. Sato and K. L. Ishikawa, Phys. Rev. A 91. 023417 (2015).

関連するSDGs項目

  • 目標3:すべての人に健康と福祉を
  • 目標7:エネルギーをみんなにそしてクリーンに
  • 目標9:産業と技術革新の基盤をつくろ
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