Quantum-Classical Computational Molecular Design of Deuterated High-Efficiency OLED Emitters

[MasahitoKumada]

一言でいうと

本研究では合成可能な重水素化Alq3エミッターを設計するための量子-古典ハイブリッド計算手法を紹介する。この設計プロセスは、Alq3のアルミニウムに典型的に結合しているトリス(8-ヒドロキシキノリナト)配位子を用いて行われた。

論文リンク

https://arxiv.org/abs/2110.14836

著者/所属機関

Qi Gao^1,2, Gavin O. Jones³, Takao Kobayashi^{1, 2} , Michihiko Sugawara², Hiroki Yamashita¹ , Hideaki Kawaguchi², Shu Tanaka², and Naoki Yamamoto²

1. Mitsubishi Chemical Corporation, Science & Innovation Center, 1000, Kamoshida-cho, Aoba-ku, Yokohama 227-8502, Japan
2. Quantum Computing Center, Keio University, Hiyoshi 3-14-1, Kohoku, Yokohama 223-8522, Japan
3. IBM Quantum, IBM Research Almaden, 650 Harry Road, San Jose, CA 95120, USA

投稿日付(yyyy/MM/dd)

2021/10/28

詳細

この設計プロセスでは、まず古典的な量子化学の手法を用いて、Alq3リガンドの発光量子効率を予測した。次に、これらの初期結果を機械学習データセットとして使用し、因数分解マシンベースのモデルを適用してイジングハミルトニアンを構築し、古典的なコンピュータ上で発光量子効率を予測した。その結果、重水素化されたAlq3エミッタ64個すべてについて、13個の学習値を用いて、このような因子分解マシンベースのアプローチで正確な特性予測ができることを示した。さらに、合成制約を加えて別のイジングハミルトニアンを構築し、これを用いて量子シミュレータやデバイス上で、変分量子固有値ソルバー(VQE)や量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)を用いた最適化を行い、最適なQEと合成コストを持つ分子を発見することができる。その結果、量子シミュレーター上では、VQEとQAOAの両方の計算により、0.95以上の確率で最適な分子を予測できることがわかった。

[gyu-don]

ありがとうございます！著者の所属も載せていただけると嬉しいです(名前的に三菱ケミカル、慶應Q-Hubですね！)

[MasahitoKumada]

対応しました。