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量子化学計算の基礎理論と計算手法および量子コンピュータの応用をめぐる最近の動向

量子化学計算の基礎理論と計算手法および量子コンピュータの応用をめぐる最近の動向

~量子化学計算の実践に必要な基礎知識の習得~
オンライン 開催

概要

本セミナーでは、量子コンピュータの登場により他分野からも注目を集めつつある量子化学計算の基礎について概観いたします。

開催日

  • 2023年6月21日(水) 13時00分 16時30分

修得知識

  • 量子化学計算の流れ
  • 電子相関理論に関する基礎
  • 量子化学計算がなぜ量子コンピュータのキラーアプリと考えられているのか
  • 量子コンピュータを用いた量子化学計算の実践に必要な前提知識

プログラム

 原子の集合系である化学物質の性質やその反応は、系を構成する原子核と電子の量子力学的な振る舞いによって微視的に理解することができる。計算機を用いてこの量子力学的な振る舞い、すなわち波動関数とエネルギーを求める強力な手法が、量子化学計算である。しかし、古典計算機を用いた場合、厳密な波動関数の計算にかかる時間は本質的に系の大きさ (≒原子数) に対して指数関数的に増大してしまう。この問題を解決するため、様々な近似計算法がこれまでに提案されてきたが、近年の量子コンピュータの登場により、この指数関数の呪縛から解放される可能性がでてきた。
 本講演では、量子コンピュータの登場により他分野からも注目を集めつつある量子化学計算の基礎について概観する。主に古典計算機を用いた場合の計算の概略とボトルネックについて述べるが、量子コンピュータによりどのような解決が見込まれているのかなど、量子コンピュータを用いた量子化学計算を巡る最近の動向にも触れたい。

  1. 量子化学計算とは
    1. Diracの言葉と量子化学計算
    2. 量子化学計算の前提とハミルトニアン
    3. 量子化学計算のインプットとアウトプット
  2. 一電子近似:Hartree-Fock (HF) 法
    1. 反対称性原理とSlater行列式、Hartree-Fcok法
    2. 基底関数展開:Hartree-Fock-Roothaan法
    3. Hartree-Fock-Roothaan計算の手続き
    4. Brillouinの定理とKoopmansの定理
    5. 密度汎関数理論 (DFT) について
  3. 電子相関と第二量子化、post Hartree-Fock法
    1. 第二量子化
    2. 配置間相互作用 (CI) 法
      1. CI波動関数
      2. size consistencyについて
      3. 中間規格化とNesbetの定理
      4. CI法と量子コンピュータ:量子位相推定とXia-Bian-Kais変換法
    3. Møller-Plesset摂動 (MP) 法
    4. 結合クラスター (CC) 法
      1. 古典計算機によるCC法の流れ
      2. CC法と量子コンピュータ:ユニタリーCC法と変分量子固有値ソルバ
  4. pythonを用いた量子化学計算の実践 (時間があれば)
    • 質疑応答

講師

  • 小林 正人
    北海道大学 大学院 理学研究院 WPI-ICReDD
    准教授

主催

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: 30,400円 (税別) / 33,440円 (税込)
複数名
: 20,000円 (税別) / 22,000円 (税込)

複数名受講割引

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    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 60,000円(税別) / 66,000円(税込)
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  • 開催日前に、接続先URL、ミーティングID​、パスワードを別途ご連絡いたします。
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  • 講義の録音、録画などの行為や、権利者の許可なくテキスト資料、講演データの複製、転用、販売などの二次利用することを固く禁じます。
  • Zoomのグループにパスワードを設定しています。お申込者以外の参加を防ぐため、パスワードを外部に漏洩しないでください。
    万が一、部外者が侵入した場合は管理者側で部外者の退出あるいはセミナーを終了いたします。
本セミナーは終了いたしました。

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