量子ソフトウェアおよび材料探索企業であるOTI Lumionicsは、Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)との共同研究において、独自のIterative Qubit Coupled Cluster (iQCC)アルゴリズムのベンチマーク結果をJournal of the American Chemical Society（JACS）誌に発表した。論文（「Large-Scale Quantum Computing Emulation for Accurate Triplet States of Ir(III) and Pt(II) Phosphorescent Emitters」）で詳述されているように、研究チームは有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイ向け材料の設計のために、利用可能な非スーパーコンピュータ級のクラシカルハードウェア上で200量子ビット超の論理量子ビット量子アルゴリズムのエミュレーションを実証した。
本研究では、14種類の燐光性遷移金属有機金属錯体を対象に、iQCCを密度関数理論（DFT）、時間依存DFT（TD-DFT）、Coupled-Cluster Singles and Doubles（CCSD）、Completely Renormalized Coupled-Cluster（CR-CC(2,3)）といった古典的手法と比較検証した。標準的な単一参照古典的手法が三重項（T1）励起状態におけるスピン汚染および多参照性のために破綻する一方で、iQCCは変分安定性を維持した。
ハードウェア実行効率およびアルゴリズムに関する指標は以下の通りである。
- シングルCPU実行：高性能計算（HPC）スーパーコンピュータクラスターを必要とせず、800GBのRAMを搭載した単一の市販32コアAMD CPUチップ上で最適化されたC++コードベースを用い、最大200論理量子ビットまでスケールするエミュレーションを実行した。
- NVIDIA Blackwellによる高速化：iQCCをNVIDIA Blackwellシステムアーキテクチャ上に実装したところ、クラシカルCPU環境比で90倍の性能向上を達成し、複雑な112量子ビット基底状態計算を約1時間まで短縮した。
- 予測精度：実験的なフォトルミネッセンススペクトルとの比較において平均絶対誤差（MAE）0.05 eV、相関係数（R2）0.94を達成し、CR-CC(2,3)（MAE = 0.29 eV）およびDFT系手法を上回った。
- アンザッツのスケーリング：軌道分割スキームに依拠することなく、150万を超えるパラメータと1,000万を超える2量子ビットエンタングリングゲートを含む最適化された変分量子回路を実現した。
フォールトトレラント量子アルゴリズムの古典的エミュレーションにおける性能基準を引き上げることで、この共同研究は、将来の物理量子プロセッサが分子電子構造計算において超えるべき、厳格な応用レベルの目標を確立した。
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2026年8月18日
