論文の概要: On applications of quantum computing to plasma simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.14369v3
• Date: Sat, 15 May 2021 23:42:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 00:55:10.969369
• Title: On applications of quantum computing to plasma simulations
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングのプラズマシミュレーションへの応用に関する研究
• Authors: I. Y. Dodin and E. A. Startsev
• Abstract要約: 多くのプラズマ波問題は自然に量子的に表現できるので、量子コンピュータに適している。 構成空間を拡張することで、そのようなシステムは量子的に表現することもでき、量子コンピュータでもシミュレートできることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing is gaining increased attention as a potential way to speed up simulations of physical systems, and it is also of interest to apply it to simulations of classical plasmas. However, quantum information science is traditionally aimed at modeling linear Hamiltonian systems of a particular form that is found in quantum mechanics, so extending the existing results to plasma applications remains a challenge. Here, we report a preliminary exploration of the long-term opportunities and likely obstacles in this area. First, we show that many plasma-wave problems are naturally representable in a quantumlike form and thus are naturally fit for quantum computers. Second, we consider more general plasma problems that include non-Hermitian dynamics (instabilities, irreversible dissipation) and nonlinearities. We show that by extending the configuration space, such systems can also be represented in a quantumlike form and thus can be simulated with quantum computers too, albeit that requires more computational resources compared to the first case. Third, we outline potential applications of hybrid quantum--classical computers, which include analysis of global eigenmodes and also an alternative approach to nonlinear simulations.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは物理系のシミュレーションを高速化する潜在的な方法として注目を集めており、古典プラズマのシミュレーションにも応用することが注目されている。 しかしながら、量子情報科学は伝統的に、量子力学で見られる特定の形の線形ハミルトニアン系をモデル化することを目的としており、既存の結果をプラズマ応用に拡張することは依然として困難である。 本稿では,この領域における長期的機会と潜在的障害の予備調査について報告する。 まず,プラズマ波問題の多くは自然に量子的に表現可能であり,量子コンピュータに自然に適合することを示す。 第二に、非エルミート力学(不安定性、可逆散逸)や非線形性を含むより一般的なプラズマ問題を考える。 構成空間を拡張することで、そのようなシステムは量子的に表現することもでき、量子コンピュータでもシミュレートできる。 第3に、グローバル固有モードの解析や非線形シミュレーションへの代替アプローチを含む、ハイブリッド量子古典計算機の応用の可能性について概説する。

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