PsiQuantumとBoehringer Ingelheimは、PsiQuantumのアーキテクチャにおけるアクティブボリューム（AV）機能を活用した量子化学計算の新しいアプローチについて報告しました。このアプローチにより、シトクロムP450の電子構造計算で234倍、FeМocoでは278倍の高速化が見込まれます。これらの進歩により、医薬品設計や持続可能な農業における将来の量子コンピュータの実用的な応用が近づいています。
arXivのプレプリントサーバーに掲載された研究論文「量子リソース利用を最適化するテンソル因子分解とアクティブボリュームコンパイルによる高速量子化学シミュレーション」では、PsiQuantumのアクティブボリューム（AV）アーキテクチャと、ブロック不変対称シフト（BLISS）やテンソルハイパーコントラクション（THC）などの新しいアルゴリズム技術を組み合わせています。これらの手法により、量子化学問題の計算複雑性が低減され、より高速で効率的な計算が可能になります。
薬物代謝に重要なシトクロムP450と、窒素固定の重要な酵素であるFeМocoは、量子コンピューティングが革新的な知見を提供できる複雑なシステムです。計算の改善により、より効果的な医薬品やエネルギー効率の高い肥料の開発が可能となり、医療や農業における重要な課題に対処することができます。
背景
量子化学計算において「アクティブボリューム（AV）」は、計算対象となる電子状態の重要な部分のみを抽出し、処理対象とする領域を指します。これにより、全電子計算と比較して必要な量子ビット数や演算量を大幅に削減できます。また、「テンソル因子分解」は、複雑な多体相互作用をより単純な要素に分解する数学的手法です。これにより、計算の複雑性を低減し、効率的なシミュレーションを実現します。さらに「テンソルハイパーコントラクション（THC）」は、電子間の相互作用を表現するテンソルを圧縮・最適化する技術であり、計算コストを抑制しつつ精度を維持するのに役立ちます。これらの技術は、シトクロムP450やFeМocoといった複雑な分子の電子構造計算を、実用的な時間で実行可能にする基盤となっています。
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2025年1月16日
