| 研究課題/領域番号 |
18K14181
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 (2019-2021)
九州大学 (2018) |
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研究代表者 |
水上 渉 大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 准教授 (10732969)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 多参照理論 / 電子状態理論 / 量子コンピュータ / 計算化学 / 機械学習ポテンシャル / 変分量子固有値法 / 機械学習波動関数 / QM/MM / 溶媒和効果 / 量子古典混合アルゴリズム / VQE / 量子化学計算 / カロテノイド / 多参照摂動論 / 励起状態 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、カロテノイドの励起状態を高速・高精度に計算できる方法を開発することで、カロテノイドの励起状態ダイナミクスを明らかにすることを目指して研究を開始した。当初予定していた、Unsold近似に基づく方法は実装上の困難に直面したが、近年開発が進む量子アルゴリズムに基づく理論の開発・実装の方向で成果を得ることができた。中でも、量子古典混合アルゴリズムである変分量子固有値法を発展させ、光化学反応追跡に必要な解析的微分を効率よく計算する手法を開発したことで、量子アルゴリズムに基づく励起状態ダイナミクス計算への道を開いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
励起状態ダイナミクスを効率よくシミュレーションする技術は、生体内の種々の光化学反応を理解する上で重要であるだけでなく、有機ELなどの産業的に重要な物質の設計にも資するものである。一方、基底状態計算と比べて、複数の状態をバランス良く記述することは今もって難しい。本研究では、量子アルゴリズムに基づく励起状態ダイナミクス・シミュレーションという新しい可能性を示したものとして意義がある。
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