量子化学

量子化学 (化学入門コース 6) の第一章のおさらいを始めた。量子化学は、何の役に立つのかが最初に述べられている。その一つとして、『反応によってなにがせいせいするか、また、反応がどのように 進むかを予測することができる。』とある。例えば、エチレン(C2H4)とブタジエン (C4H6)とでシクロヘキセン(C6H10)が反応。エチレン(C2H4)とエチレン(C2H4)とで、 シクロブタン(C4H8)の反応について述べられている。後者は、反応が進みにくいらしい。その理由がわかるというもの。また、エチレンとブタジエンのH原子をそれぞれ -CHO基と-OCH3基で置換した化合物どうしから、オルト構造は進…

前回のあらすじ 化学結合の主役は電子の波だ。しかし、電子を語るにはシュレディンガー方程式を避けては通れないのだった…。 三次元極座標 前回のシュレディンガー方程式の一般解をお伝えする前に、三次元極座標の説明をする必要があった。よく使われる三次元直交座標で電子軌道を記述することも可能なのだが、原子核の位置を極とした極座標で記述するとより便利である。 直交座標（デカルト座標）で三次元を記述するとき、各点は変数の組 で表される。これに対し、極座標では代わりに を用いて座標を指定する。 表したい点をPとすると、 は原点からの距離OP、 は動径(x軸)と直線OPとがなす角（ ）、 はz軸とOPとがなす角…

下のようなものが、しばしば原子軌道（電子軌道）の図として描かれる。化学科大学生は「これが軌道の図ですよ〜」と教わっているのではないだろうか。 これは一体何なのだ？というのが本記事の問題意識である。 概要 まずはじめに。これは波動関数の表示ではない。そもそも波動関数 は三変数関数であるため、普通の方法では三次元空間に描画できないはずである。 また、波動関数が正の値をとる領域を赤色で、負の値をとる領域を青色で、それぞれ塗っているのでもない。もしそうなら、無限遠方にまで色がついていなくてはならないからだ。ボールのように明確な境界をもっているのはおかしい。 この問題について最近改めて考えたので、軽く記…

はじめに 原子内での電子の在り方 微分方程式 シュレディンガー方程式 はじめに この記事では、化学結合がどういうものであるかを解説する。なぜ結合するのか、なぜ結合が切れるのか、というあたりに焦点を置きたい。一般に出回っている同様の記事には、正確性に欠けていたり本質的でなかったりするものがある。さらに、そうでない記事のほとんどは高度な数式を使っていて取っ付きにくい。 そこで本記事では、科学的正確性を損なわない範囲でできるかぎり直感的に、できるだけ本質的に化学結合論を理解できるような内容を目指す。数式の使用も、概要の理解に必要な最小限度にする。 想定する予備知識は高校物理、特に、古典物理の波の単元…

量子化学に関する本を引用し、僕が書いたLaTeXの作例を紹介します ポイントとしては、ギリシャ文字の大文字が登場します。小文字との違いは、コマンドの最初のアルファベットを大文字にするか小文字にするかだけの違いなんですね！ 花文字のSも登場します！ プリアンブルは全部コピペして使ってるので、かなり余計なものも混ざってます。すいません パッケージは基本的にデフォルトで入ってるやつが使われていると思います（たぶん） ページ番号は原典と異なります 『新しい量子化学―電子構造の理論入門』 出版社 ‏ : 東京大学出版会 (1987/7/1) 発売日 ‏ : 1987/7/1 言語 ‏ : 日本語 単行本…

量子化学に関する本を引用し、僕が書いたLaTeXの作例を紹介します ポイントとしては、ダガーの記号（†）や、ノットイコールの記号（≠）が登場します。 本文中の太字は行列ベクトルの記号を表しています。 プリアンブルは全部コピペして使ってるので、かなり余計なものも混ざってます。すいません パッケージは基本的にデフォルトで入ってるやつが使われていると思います（たぶん） ページ番号は原典と異なります 『新しい量子化学―電子構造の理論入門』 出版社 ‏ : 東京大学出版会 (1987/7/1) 発売日 ‏ : 1987/7/1 言語 ‏ : 日本語 単行本 ‏ : 303ページ ISBN-10 ‏ : …

量子化学に関する本を引用し、僕が書いたLaTeXの作例を紹介します ポイントとしては、式中の文字と変数の区別ですね。ローマン体と斜体を間違えないようにしましょう。 (φμφν|ψαa ψαa) などの（ ｜ ）の記号はディラックのブラケットの変則型ですね。もとの＜ ｜ ＞とは意味を区別して使っているので注意です。 プリアンブルは全部コピペして使ってるので、かなり余計なものも混ざってます。すいません パッケージは基本的にデフォルトで入ってるやつが使われていると思います（たぶん） ページ番号は原典と異なります 『新しい量子化学―電子構造の理論入門』 出版社 ‏ : 東京大学出版会 (1987/7/…

この記事では、量子位相推定の理論と、それを実行する際の注意点を全2回で説明します。現在NISQ計算機における研究は世界中で下火になっており、誤り耐性量子計算機の実現が嘱望されています。これを実現することで、ようやくグローバー、量子フーリエ変換、ショア、量子位相推定アルゴリズムなどの量子的優位性が発揮されるアルゴリズムが実行できます。そのうち、量子位相推定は量子化学分野で非常に期待されているアルゴリズムです。このアルゴリズムは、量子計算機を用いて状態の固有値と固有ベクトルを計算し、その位相を求めるアルゴリズムです。 このアルゴリズムは行列の次元に対して の速度で計算可能です。 このアルゴリズムは…

【ゲームの紹介】 【ゲームの感想】 【ゲームの紹介】 さて、今回から新しいゲームに突入していきます。本日、記事にさせていただくのは「景の海のアペイリア」（SILKY'S PLUSより2017年7月28日に発売）です。SILKY'S PLUSというと缶詰少女ノ終末世界やふゆから、くるるなどを発売しているところですね（私がやったことあるのはこれくらい）。SFの作品が多いのでしょうか。実は購入したのは2022年の8月24日ということで、多分サマーセールのときに買ったのだと思います。というか、今、購入履歴を見直したら上に挙げた3作品を同じ日に購入しているので、「3本選んで〇〇円（多分6000円）」のセ…

こんにちは。人工知能研究所の竹森です。 量子コンピュータを用いることにより、様々な問題を高速に解けることが知られていますが、 現時点で実現されている量子コンピュータには誤り訂正がなく、十分な精度が得られないという課題があります。 この技術ブログでは、VQE (Variational Quantum Eigensolver)と呼ばれる量子化学計算のためのアルゴリズムを誤り訂正のない量子コンピュータ上で実行する際の、ノイズ軽減手法について紹介します。 以下で紹介する技術は、以下の私たちの論文(コンピューティング研究所、量子研究所との共著論文)の中で提案されてるものです。

以下の本をざっと読んだ。 図説 量子化学: 分子軌道への視覚的アプローチ (化学サポートシリーズ) 分子軌道法を勉強していく上で、細かい数式は入れずに、概略、分子軌道の考え方が示した本だと思う。比較的簡単な分子に対して、分子軌道のエネルギー準位及び電子空間分布がどういうものかを理解できる。『第3章 分子軌道の組み立てと図示の基本』がよいと思う。図の結果は量子計算の結果を表示したものである。 電子の空間分布及びエネルギー準位の計算を求めるのが数値計算の最重要課題と思う。 そこから、いろいろな結論を出していく。 大野さんの岩波の『量子化学』、友田さんの『分子軌道法』の本にも触れられている。この後、…

こんばんは。 本日は量子コンピューターについて解説していただきました。 以下AI作成 量子コンピューターの商用化に向けて国内の産学が新会社を設立 量子コンピューターとは 量子コンピューターとは、量子力学の法則に基づいて計算を行う新しいタイプのコンピューターです。従来のコンピューターは、ビットと呼ばれる0か1の二値の情報を扱いますが、量子コンピューターは、量子ビットと呼ばれる0と1の重ね合わせの状態を扱います。量子ビットは、重ね合わせの状態を保ったまま、他の量子ビットと相互作用することで、複雑な計算を高速に行うことができます。 量子コンピューターは、従来のコンピューターでは困難な問題を解くことが…

機械学習を活用した材料開発が活発になってきています。機械学習には元になるデータセットが必要ですが、実験データ数には限界もあることから、計算機シュミレーションを活用したデータセットも作成されています。その中でもQMデータセットは数多くの機械学習研究においてベンチマークとして用いられている代表的なデータセットになります。QMデータセットの中でもQM9は10万以上の低分子有機化合物の高レベル量子化学計算のデータが収集されているデータセットで様々な場面で活用されています。ただQM9に収集されていないパラメーターを機械学習に使いたい場面もしばしば遭遇します。そこでQM9のデータを活用して新たに機械学習用…

聖骸布（上半分は体の裏側、下半分は表側を示している） 「聖遺物」は昔から信仰の対象となり、どの宗教でも大切に守られてきた。仏教では、シャカの骨を納めた仏舎利塔というものがある（これが五重塔などに発展する）。キリスト教では、キリストは復活して墓には遺体が残っていなかったとされるので、遺体にまつわるものはないが、磔刑の時の十字架や槍（の一部）とされるものがあちこちの教会に保存され、多くの信者によって礼拝されている。 それらのキリスト教の聖遺物は、キリストは罪人として処刑されたのであるから、当時の十字架などが直ぐに信者によって大事に保存され、それが引き継がれてきたということではなかったようで、後のキ…

１月２５日発売の本 スーパーの裏でヤニ吸うふたり 4巻 (デジタル版ビッグガンガンコミックス)作者:地主スクウェア・エニックスAmazon 異世界でスローライフを（願望） 7 (ガルドコミックス)作者:長頼,シゲ,オウカオーバーラップAmazon ハズレ枠の【状態異常スキル】で最強になった俺がすべてを蹂躙するまで 9 (ガルドコミックス)作者:鵜吉しょう,内々けやき,篠崎芳,KWKMオーバーラップAmazon 楠木さんは高校デビューに失敗している: 3【イラスト特典付】 (comic POOL)作者:みい みつき一迅社Amazon 佐々木とピーちゃん ８ 巡り巡って舞台は学校、みんなで仲良くラ…

はじめに 科学史を高い視点から俯瞰してみると、物理学と生物学は、20世紀の半ばまではほとんど何の目立った関係性をもたず、両者はほぼ「没交渉の関係」だったように見える。ところが、もう少し眼鏡の倍率を上げてよく見ると、1930年代に入ると、物理の側から生物に関心を持ち、物理学から生物学に転向する若い研究者が、ぽつぽつと現れるのが見えるようになる。この流れは時とともに勢いを増し、1940年代には物理学は生物学に急接近した。そして、生命現象の基底部に存在する遺伝子に狙いを定め、ついにはパクリと口を広げ、遺伝子を丸呑みにしてしまった。このような両者の邂逅（出会い）と衝突は、シュテファン・ツヴァイク流に言…

山の新年会で、心霊スポットの話題で盛り上がっていたら、翌日に図書館から予約本のメールが届いた。「あら、タイムリーじゃん？」と絵筆を置いて外に出る。 電子工学博士の肩書きを持つ著者が「ゼロ・ポイント・フィールド」という、量子化学が示す新たな仮説を生み出した。昨年、相次いで友人を亡くしたことから、「死は存在しない」ってどういうこと？と興味を持った。 「ゼロ・ポイント・フィールド」とは、宇宙の出来事の全ての情報が、波動情報として記録されている場所のことで、１３８億年前にできた宇宙のそのときから、過去から現在までを記憶し、蓄積されているとう。「量子真空」の中に存在する、ゼロ・ポイント・フィールドは、も…

Andrew Hall Lightning and its Fractal Domain Thunderbolts アンドリュー・ホール 稲妻とそのフラクタル領域――――――――――――――――――――― ―――――――― Lightning is an electrical discharge observed as vertical cloud-to-ground lightning strikes—but electrical discharges also occur cloud-to-cloud -or- ground-to-ground with a different retur…

前回から引き続き屈折率自動算出アプリの紹介です。 前回もコメントさせていただきましたが、基本的なコードは以前に紹介した分子軌道情報（HOMO/LUMO)の自動算出アプリと同じです。 今回はCustumTkinterのパートの紹介です。 CustumTkinterですが、tkinterと比べてある程度デザイン性に優れた画面を作成することが可能で、設定情報などは以前の分子軌道情報（HOMO/LUMO)の自動算出アプリで紹介させていただきました。 画面の構成ですが、smiles情報を有するファイルの選択、量子化学計算の条件設定 （構造最適化）、分極率の計算方法の設定からなっています。分極率は、cc2…