論文の概要: Quantum Algorithm for Smoothed Particle Hydrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.06719v4
- Date: Fri, 21 Jul 2023 11:14:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-24 17:04:01.081958
- Title: Quantum Algorithm for Smoothed Particle Hydrodynamics
- Title（参考訳）: スムース粒子流体力学の量子アルゴリズム
- Authors: Rhonda Au-Yeung and Anthony J. Williams and Viv M. Kendon and Steven
J. Lind
- Abstract要約: 本研究ではスムーズな粒子流体力学(SPH)法に対する量子計算アルゴリズムを提案する。
誤差収束は、キュービット数において指数関数的に高速である。
一次元の対流と偏微分微分方程式の解法を拡張する。
- 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: We present a quantum computing algorithm for the smoothed particle
hydrodynamics (SPH) method. We use a normalization procedure to encode the SPH
operators and domain discretization in a quantum register. We then perform the
SPH summation via an inner product of quantum registers. Using a
one-dimensional function, we test the approach in a classical sense for the
kernel sum and first and second derivatives of a one-dimensional function,
using both the Gaussian and Wendland kernel functions, and compare various
register sizes against analytical results. Error convergence is exponentially
fast in the number of qubits. We extend the method to solve the one-dimensional
advection and diffusion partial differential equations, which are commonly
encountered in fluids simulations. This work provides a foundation for a more
general SPH algorithm, eventually leading to highly efficient simulations of
complex engineering problems on gate-based quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 本研究ではスムーズな粒子流体力学(SPH)法に対する量子計算アルゴリズムを提案する。
sph演算子のエンコードには正規化手順と量子レジスタ内の領域離散化を用いる。
次に、量子レジスタの内部積を介してSPH和を実行する。
1次元関数を用いて、1次元関数のカーネル和と1次元関数の第1および第2微分に対する古典的な意味でのアプローチをガウス関数とウェンドランド関数の両方を用いて検証し、解析結果と比較する。
誤差収束は量子ビット数において指数関数的に高速である。
流体シミュレーションでよく見られる一次元移流方程式と拡散偏微分方程式の解法を拡張する。
この研究はより一般的なSPHアルゴリズムの基礎を提供し、ゲートベースの量子コンピュータにおける複雑な工学問題のシミュレーションを高効率に行う。
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