量子计算在防腐材料与防腐涂层设计中的应用
量子物理
2025-04-07 v2
摘要
腐蚀是一种普遍存在的问题，影响 various 行业材料的结构完整性和性能，对全球造成巨大的经济损失。在航空航天和国防领域，开发抗腐蚀材料至关重要，但由于材料与环境相互作用的复杂性，进展常常受到阻碍。虽然计算方法在设计抗腐蚀抑制剂和抗腐蚀材料方面取得了进展，但由于所涉及系统的高度关联性，仍不足以理解腐蚀机制的根本原因。本文探讨了利用量子计算加速抗腐蚀抑制剂和抗腐蚀材料设计的潜力，特别是针对镁和钽合金。我们研究用于高保真电子基态能量估计 (GSEE) 所需的量子计算资源，该估计将用于我们的混合经典-量子工作流程。镁和钽合金的代表性计算模型显示，在使用平面波基组进行第一量子化编码时，模拟这些系统基态能需要 2292 至 38598 个逻辑量子比特和 (1.04 至 1962) × 10^13 个 T 门。
引用
@article{arxiv.2406.18759,
title = {Quantum computing for corrosion-resistant materials and anti-corrosive coatings design},
author = {Nam Nguyen and Thomas W. Watts and Benjamin Link and Kristen S. Williams and Yuval R. Sanders and Samuel J. Elman and Maria Kieferova and Michael J. Bremner and Kaitlyn J. Morrell and Justin Elenewski and Eric B. Isaacs and Samuel D. Johnson and Luke Mathieson and Kevin M. Obenland and Matthew Otten and Rashmi Sundareswara and Adam Holmes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.18759},
year = {2025}
}
备注
14+36 pages, 7+12 figures