In recent years, quantum computers, which could exponentially accelerate computations using quantum mechanical superposition, have been rapidly developed, with potential applications in quantum many-body calculations. If it becomes possible to quantitatively predict physical properties that arise from the strong quantum entanglement of many electrons, it could be a key to solving unsolved fundamental problems in materials physics and chemistry, as well as energy and environmental issues facing humanity. However, the quantum computers that can be realized in the near future have severe resource limitations, and existing quantum algorithms alone cannot realize quantitative property prediction. In this research area, we will construct a new first-principles computational theory that integrates information compression methods in materials physics, chemistry, and quantum information to maximize the capabilities of both quantum and classical computers, and form an integrated core community.
近年、量子力学的重ね合わせを利用した指数計算加速が可能な量子コンピュータが近年急速に発展し、量子多体計算への応用が期待されている。もし、多数の電子が量子力学的に強くもつれ合うことで創発する物性を定量的に予測可能になれば、物性物理、化学に渡る基礎学理上の未解決問題や、人類が直面するエネルギー・環境問題の解決へのキーになり得る。しかし、近未来に実現されうる量子コンピュータには強いリソース制限があり、既存の量子アルゴリズムだけでは定量的物性予測は実現し得ない。本研究領域では、量子・古典コンピュータ双方の能力を最大限引き出すように、物性物理・化学・量子情報における情報圧縮法を融合した新しい第一原理計算学理の構築と、その核となる融合コミュニティ形成を行う。