所属：大阪大学 量子情報・量子生命研究センター

概要：近年急速に開発が進む量子コンピュータの応用先として、化学分野が注目を集めている。本研究では、量子コンピュータを用いた量子化学計算の化学への応用を目指したアルゴリズム開発をおこなった。量子化学計算については、昨年度のに開発した、量子アルゴリズムをマルチノードマルチGPUを使って効率的に古典コンピュータ上でシミュレートする方法の量子位相推定法への応用に着手した。さらに、新しい量子古典ハイブリッドアルゴリズムとして、量子計算と量子モンテカルロ法を融合させたCBT-AFQMCと呼ばれるアルゴリズムも開発した。また、量子コンピュータを用いた量子化学計算から得られるデータを将来有効活用するために、異なるレベルの量子化学計算を融合させるアルゴリズムTEAを開発した。TEAを使い複数のデータベースを統合し、有機系と無機系の双方に有用な汎用ニューラルネットワークポテンシャルモデル MACE-Osaka24を作成公開した。

論文掲載,発表実績:
（学術雑誌掲載論文）

• Tomoya Shiota, Kenji Ishihara, and Wataru Mizukami, "Universal neural network potentials as descriptors: towards scalable chemical property prediction using quantum and classical computers", Digital Discovery, Vol. 3, pp.1714–1728, Jul. 2024
• Tomoya Shiota, Kenji Ishihara, and Wataru Mizukami, "Lowering the exponential wall: accelerating high-entropy alloy catalysts screening using local surface energy descriptors from neural network potentials", Digital Discovery, Vol. 4, pp.738–751, Jan. 2025

• Viktor Khinevich, Wataru Mizukami, "Enhancing quantum computations with the synergy of auxiliary field quantum Monte Carlo and computational basis tomography", arXiv, arXiv:2502.20066, Feb. 2025
• Yusuke Teranishi, Shoma Hiraoka, Wataru Mizukami, Masao Okita, Fumihiko Ino, "Lazy Qubit Reordering for Accelerating Parallel State-Vector-based Quantum Circuit Simulation", arXiv, arXiv:2410.04252, Oct. 2024
• Tomoya Shiota, Kenji Ishihara, Tuan Minh Do, Toshio Mori, Wataru Mizukami, "Taming Multi-Domain, -Fidelity Data: Towards Foundation Models for Atomistic Scale Simulations", arXiv, arXiv:2412.13088, Dec. 2024