Author：Wataru Mizukami
Affiliation：Center for Quantunm Information and Quantum Biology, The University of Osaka
Abstract：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アルゴリズム開発と、量子インスパイアードアルゴリズムの化学応用の二つを軸にソフトウェア開発をおこなった。量子インスパイアードアルゴリズムについては、Tensor Trainを用いた最適化手法TTOptを合金表面への分子の最適吸着配置探索に応用した。具体的には、汎用機械学習力場MACE-Osaka24を用いて合金表面への分子吸着の3次のHUBO形式のモデルを構築し、TTOptによる最適化を実施した。その結果、HUBO形式において遺伝的アルゴリズムを上回るパフォーマンスを確認した。

 

Publication related to this research
（Etc）

• Tomoya Shiota, Klaas Gunst, Toshio Mori, Toru Shiozaki, Wataru Mizukami, "Integrating Classical and Quantum Software for Enhanced Simulation of Realistic Chemical Systems", arXiv:2506.18877, Jun. 2025.
• Tuan Minh Do, Tomoya Shiota, Wataru Mizukami, "Optimizing adsorption configurations on alloy surfaces using Tensor Train Optimizer", arXiv:2507.20827, Jul. 2025.
• Viktor Khinevich, Wataru Mizukami, "Symmetry-Adapted State Preparation for Quantum Chemistry on Fault-Tolerant Quantum Computers", arXiv:2601.08533, Jan. 2026.
• Yuichiro Yoshida, Takuma Murokoshi, Rika Nakagawa, Chihiro Mori, Yuta Katayama, Naoya Kuroda, Shigeki Furukawa, Hanae Tagami, Wataru Mizukami, "Doubling the size of quantum selected configuration interaction based on seniority-zero space and its application to QC-QSCI-AFQMC", arXiv:2602.07912, Feb. 2026.
• Naoya Kuroda, Tomoya Shiota, Kenji Ishihara, Wataru Mizukami, "Expanding Universal Machine Learning Interatomic Potentials to 97 Elements Towards Nuclear Applications", arXiv:2603.03223, Mar. 2026.