論文の概要: Variational Quantum Algorithms for Computational Fluid Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.04915v1
- Date: Sun, 11 Sep 2022 18:49:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 00:36:17.661814
- Title: Variational Quantum Algorithms for Computational Fluid Dynamics
- Title（参考訳）: 数値流体力学のための変分量子アルゴリズム
- Authors: Dieter Jaksch, Peyman Givi, Andrew J. Daley, Thomas Rung
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズムは、ノイズ耐性が比較的高いため、特に有望である。
本稿では,変分量子アルゴリズムの計算流体力学への応用について述べる。
古典的な計算手法に対する量子的優位性は、この10年の終わりまでに達成できると我々は主張する。
- 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: Quantum computing uses the physical principles of very small systems to
develop computing platforms which can solve problems that are intractable on
conventional supercomputers. There are challenges not only in building the
required hardware, but also in identifying the most promising application areas
and developing the corresponding quantum algorithms. The availability of
intermediate-scale noisy quantum computers is now propelling the developments
of novel algorithms, with applications across a variety of domains, including
in aeroscience. Variational quantum algorithms are particularly promising since
they are comparatively noise tolerant and aim to achieve a quantum advantage
with only a few hundred qubits. Furthermore, they are applicable to a wide
range of optimization problems arising throughout the natural sciences and
industry. To demonstrate the possibilities for the aeroscience community, we
give a perspective on how variational quantum algorithms can be utilized in
computational fluid dynamics. We discuss how classical problems are translated
into quantum algorithms and their logarithmic scaling with problem size. As an
explicit example we apply this method to Burgers' Equation in one spatial
dimension. We argue that a quantum advantage over classical computing methods
could be achieved by the end of this decade if quantum hardware progresses as
currently envisaged and emphasize the importance of joining up development of
quantum algorithms with application-specific expertise to achieve real-world
impact.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、非常に小さなシステムの物理原理を用いて、従来のスーパーコンピュータでは難解な問題を解決できるコンピューティングプラットフォームを開発する。
必要なハードウェアを構築するだけでなく、最も有望なアプリケーション領域を特定し、対応する量子アルゴリズムを開発することにも課題がある。
中間スケールのノイズ量子コンピュータが利用可能になったことで、エアサイエンスを含む様々な分野にまたがる新しいアルゴリズムの開発が加速している。
変動量子アルゴリズムは、比較的ノイズに耐性があり、数百量子ビットしか持たない量子アドバンテージを達成することを目指しているため、特に有望である。
さらに、自然科学や産業全体で生じる幅広い最適化問題にも適用できる。
航空科学コミュニティの可能性を実証するために, 変分量子アルゴリズムが計算流体力学にどのように活用できるかを考察する。
古典的問題がどのように量子アルゴリズムに変換され、その対数スケーリングと問題サイズについて論じる。
明示的な例として、この手法を1つの空間次元のバーガーズ方程式に適用する。
量子ハードウェアが現在検討されているように進歩し、実世界への影響を達成するために、量子アルゴリズムの開発とアプリケーション固有の専門知識を統合することの重要性を強調している。
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