일본 스핀 상태 사이의 에너지 차이를 직접 구할 수 있는 양자 알고리즘
페이지 정보
- 발행기관
- 과학기술진흥기구
- 저자
- 종류
- R&D
- 나노기술분류
- 발행일
- 2020-12-24
- 조회
- 2,444
- 출처 URL
본문
오사카(大阪)시립대학 대학원 이학연구과 등의 연구그룹이 양자 컴퓨터를 이용하여 스핀 양자 수가 다른 전자 상태(회전 상태) 간의 에너지 차이를 직접 계산할 수 있는 새로운 양자 알고리즘을 개발함.
양자 컴퓨터를 이용하면 원자·분자의 에너지를 정밀하게 구하는 양자 화학 계산을 초고속으로 실행할 수 있음. 분자는‘스핀 양자 수’가 다르면 화학 반응성 등도 다르기 때문에 에너지가 가장 낮은 기저 상태의 스핀 양자 수를 결정하는 것과‘스핀 양자 수’가 다른 전자 상태 (스핀 상태) 간의 에너지 차이를 정확히 구하는 것은 매우 중요함.
그동안 스핀 상태 간의 에너지 차이를 구하기 위해서는 비록 양자 컴퓨터를 이용하더라도 다른 스핀 상태의 모든 에너지를 각각 구해야 했음. 연구진은 양자 역학의 근본 원리인‘양자 중첩 상태’를 이용하여 베이즈 추론(bayes inference)에 의한 기계 학습과 조합함으로써 기존 방법보다 쉽게 양자 컴퓨터로 구현했으며, 스핀 상태 간의 에너지 차이를 직접 계산할 수 있는 새로운 양자 알고리즘을 개발함.
본 연구에서 개발한 기술은 특히 큰 실재 분자계의 양자 화학 계산을 양자 컴퓨터로 실행하기 위한 유력한 도구가 될 것으로 기대되며, 향후 양자 회로를 이용한 다양한 양자 알고리즘이 개발될 것으로 기대됨.
본 연구 성과는 Chemical Science(A quantum algorithm for spin chemistry: a Bayesian exchange coupling parameter calculator with broken-symmetry wave functions)에 게재됨.
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