| 年度 |
2024年度 |
開講部局 |
先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻化学プログラム |
| 講義コード |
WSD27000 |
科目区分 |
専門的教育科目 |
| 授業科目名 |
化学特別講義Ａ（量子コンピュータによる量子化学計算の現状と展望） |
授業科目名
（フリガナ） |
カガクトクベツコウギエー |
| 英文授業科目名 |
Special Lectures in Chemistry A |
| 担当教員名 |
井辺 洋平,阿部 穣里 |
担当教員名
(フリガナ) |
イベ ヨウヘイ,アベ ミノリ |
| 開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
1年次生 前期 ２ターム |
| 曜日・時限・講義室 |
(2T) 集中 |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
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| 講義中心、演習中心 |
| 単位 |
1.0 |
週時間 |
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使用言語 |
J
:
日本語 |
| 学習の段階 |
6
:
大学院専門的レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
07
:
化学 |
| 対象学生 |
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| 授業のキーワード |
量子化学・計算化学・量子コンピュータ・量子アルゴリズム |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ） | |
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到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | |
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| 授業の目標・概要等 |
量子コンピュータは量子力学の原理に基づいて計算を行うデバイスであり、スーパーコンピュータといった従来のコンピュータを超える精度・規模の量子化学計算の実現が期待されている。分子の電子波動関数の直接的なシミュレーションが可能となることで、新材料の探索や新薬の開発など、物質科学分野での応用が特に注目されている。この講義では、量子コンピュータ実機を用いたアルゴリズム実行を通じて、量子化学計算がどのように行われるか、また現存する量子コンピュータが直面する「ノイズ」といった問題が、計算精度にどう影響するかを学ぶ。 |
| 授業計画 |
基礎編①量子コンピュータ入門
基礎編②量子コンピュータ実機とその動作原理
基礎編③量子計算ライブラリQURI Partsの利用法
実機編①量子超越
実機編②実機の性能指標と量子体積
実機編③量子コンピュータのノイズとエラー緩和
応用編①量子コンピュータと量子化学計算：QURI Partsを用いたアルゴリズム実装 & QURIを用いた演習
応用編②実機を用いた量子化学計算（VQE） & アルゴリズム開発の最前線（QSCI）
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| 教科書・参考書等 |
Quantum Native Dojo https://dojo.qulacs.org/
束野仁政 著「量子コンピュータの頭の中――計算しながら理解する量子アルゴリズムの世界」, 技術評論社 (2023)
Pythonプログラミング入門 https://utokyo-ipp.github.io/ |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
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授業で取り入れる
学習手法 |
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予習・復習への
アドバイス |
Pythonの基本的な文法やGoogle Colaboratoryの使い方について、予め理解しておくとスムーズです。例えば上記「Pythonプログラミング入門」の1-0, 1-1が参考になります。
量子コンピュータに関しては講義中に説明しますが、上記「量子コンピュータの頭の中――計算しながら理解する量子アルゴリズムの世界」を読んでおくとより理解が深まります。 |
履修上の注意
受講条件等 |
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| 成績評価の基準等 |
レポート提出により評価する |
| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
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| その他 |
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すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。 |