ロッキード・マーティンとIBMは、サンプルベースの量子対角化（SQD）を用いてメチレン（CH₂）の電子構造をシミュレートし、開殻分子に対するSQDの初めての適用となりました。この共同研究は、古典的な計算化学では扱いが困難な強相関系のモデル化が可能なSQDが、近い将来の量子優位性の有力候補であることを示しています。 この研究で、チームは燃焼や大気化学に関連する開殻二重ラジカルであるCH₂の一重項状態と三重項状態をシミュレートしました。ハイブリッド量子中心のスーパーコンピューティング環境内でIBMの52量子ビットプロセッサを使用し、実験あたり最大3,000の2量子ビットゲートを実行しました。SQD計算は、古典的な選択配置間相互作用（SCI）のベンチマークと密接に一致する結果を示し、正確な解離エネルギーと一重項-三重項ギャップを導き出しました。 CH₂のような開殻分子は、不対電子と複雑な電子相関を示し、高いリソース要件のため古典的なモデル化が困難です。SQDアプローチは、完全な波動関数の再構成を避け、サンプリングされた期待値に依存することで、量子固有の電子のもつれを活用しながら計算オーバーヘッドを削減します。 この概念実証研究は、量子シミュレーションが理想化されたケースを超えて実際の化学系に対応できることを示しています。CH₂の電子遷移の正確な予測は、燃焼反応動力学、分子センシング、航空宇宙材料設計などの分野における将来の量子活用モデリングの基礎を築きます。 2025年5月29日