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HPCシステムズのエンジニア達による技術ブログ

Tech Blog

量子化学計算

量子コンピュータ

世界最速の量子コンピュータ用汎用コンパイラ「tket」を使ってみた

はじめに  量子コンピュータを活用するには、もちろんそのためのプログラムが必要です。古典コンピュータの黎明期では、ユーザがハードウェアの特性をよく理解した上で、やりたい計算を実現する回路を物理的に組んでいく必要がありました。やがて、コンパイラが発明され、ユーザはハードウェアの特性をさほど意識することなく、人間が理解しやすい言葉でプログラムを書き、コンパイラを通じてやりたい計算を実現できるようになりました。量子コンピュータも当初はユーザが物理的な量子回路を構築する必要がありましたが、量子コンピュータ用のコンパイラの開発が進み、現在では人間が理解しやすい言葉で量子コンピュータを運用することが可能...
量子コンピュータ

量子コンピュータ勉強会レポート(その4) ~量子コンピュータの量子化学研究最前線~

はじめに  QPARC基礎コース最終回となる第6回勉強会では、量子コンピュータ分野に関連した最先端の量子化学研究について学び、また産業界からアカデミアへの提言について議論しました。これまで、主に量子化学への応用という観点から、量子コンピュータのソフト・ハードの基礎を学んできましたが、今回は最先端の研究内容が多分に含まれており、個人的にはかなり難しい内容でした。このレポートも誤解や誤り等あるかもしれませんので、お気づきの方がいらっしゃれば、ご指摘いただけると幸いです。  また今回のQPARCでは、スポンサーセッションにて主に弊社の計算化学サービスについてご紹介させていただきました。このような...
計算化学

MPI or openMP

DFTB+という電子特性を研究する為の量子シミュレーションプログラムがあります。 ごく偶にお問い合わせがある古くからあるアプリです。 色々な事が出来るのですが、研究分野を離れたところで興味深い点がありまして、それは、元々、並列をOpenMPで実装していたという点です。 ver17.1までは、OpenMPだけで実装されていました。 ところが、ver19.1でなんとMPIも実装されたという事で、比較試験を行なってみました。 手頃な計算時間のかかるインプットはないかいなという事で、レシピというサンプルの中の2D carbon armchairのv1 densityを求めるインプット...
量子コンピュータ

量子コンピュータ勉強会レポート(その3) ~量子コンピュータ上での量子化学計算~

はじめに  先月の中頃、2020年のQPARCの活動が無事幕を下ろしました。2021年も活発な活動を行っていくものと期待されますが、ここではこれまでのQPARC活動内容を何回かに分けてご報告したいと思います。今回はQPARC第3回~第5回基礎コース勉強会および第3回勉強会補習講座のご報告です。  第2回勉強会レポートでも述べましたが、ひとまず現在~近い将来では、量子ビット情報のエラー訂正を行わないNISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum device:ニスク)と呼ばれる量子コンピュータが主流となります。ただしNISQでは量子ゲート数(演算回数)が多くなると...
量子コンピュータ

量子コンピュータ勉強会レポート(その2) ~超伝導量子コンピータ vs. 光量子コンピュータ~

はじめに  前回の量子コンピュータ記事からずいぶん時が経ってしまいましたが、7月に開催された第2回量子コンピュータ勉強会の様子をご報告したいと思います(前回記事はこちら)。  第2回勉強会は主に量子コンピュータのハードウェア技術について学びました。入門的・総論的な内容だった第1回とは対照的に、ハードに関してより深く切り込んだ内容であり、体感難度はやや難しめでした。勉強会の内容を全て理解できたわけではありませんので、このレポートも誤解や誤り等あるかもしれません。もし不適切な箇所にお気づきの方がいらっしゃれば、ご指摘いただけると幸いです。  また今回の内容は、量子コンピュータの基本的な原理を...
量子コンピュータ

量子コンピュータ勉強会レポート(その1) ~数年後には化学への応用が可能に!?~

はじめに  量子コンピュータが最近大きな注目を浴びています。量子コンピュータは、ミクロの世界を支配する量子力学の原理を応用したコンピュータで、電気信号のオンオフを基礎原理とした現在のコンピュータ(この分野では「古典コンピュータ」とも呼ばれる)を遥かに上回る計算能力を秘めています。昨年の10月にGoogle社が「量子超越(=古典コンピュータを超える計算速度)を実現した」論文を公表し、大きな話題となりました。この論文では、ある命題について最速のスーパーコンピュータを使っても1万年かかる計算を、量子コンピュータはわずか200秒で解いたという内容が書かれています。その命題とは「量子コンピュータの動作...