論文の概要: Quantum Algorithm for Lattice Boltzmann (QALB) Simulation of
Incompressible Fluids with a Nonlinear Collision Term
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05915v1
- Date: Wed, 12 Apr 2023 15:33:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 14:33:43.769447
- Title: Quantum Algorithm for Lattice Boltzmann (QALB) Simulation of
Incompressible Fluids with a Nonlinear Collision Term
- Title（参考訳）: 非線形衝突項をもつ非圧縮性流体の格子ボルツマン(QALB)シミュレーションの量子アルゴリズム
- Authors: Wael Itani, Katepalli R. Sreenivasan, Sauro Succi
- Abstract要約: 格子ボルツマンの定式化に代表される物理問題を解くための量子アルゴリズムを提案する。
我々は、システムの非線形力学とボソニックモードの進化を結びつけるコワルスキーによって導入されたフレームワークを使用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We propose a quantum algorithm for solving physical problems represented by
the lattice Boltzmann formulation. Specifically, we deal with the case of a
single phase, incompressible fluid obeying the Bhatnagar-Gross-Krook model. We
use the framework introduced by Kowalski that links the nonlinear dynamics of a
system to the evolution of bosonic modes, assigning a Carleman linearization
order to the truncation in the bosonic Fock space of the bosons. The streaming
and collision steps are both achieved via unitary operators. A quantized
version of the nonlinear collision term has been implemented, without
introducing variables of discrete densities coupled from neighbouring sites,
unlike the classical Carleman technique. We use the compact mapping of the
bosonic modes to qubits that uses a number of qubits which scales
logarithmically with the size of truncated bosonic Fock space. The work can be
readily extended to the multitude of multiphysics problems which could adapt
the lattice Boltzmann formulation.
- Abstract（参考訳）: 格子ボルツマン式で表される物理問題を解くための量子アルゴリズムを提案する。
具体的には,bhatnagar-gross-krookモデルに従う単相非圧縮性流体の場合を扱う。
システムの非線形ダイナミクスとボソニックモードの進化を結びつけるコワルスキーによって導入された枠組みを使い、ボソンのボソニックフォック空間の切断にカールマン線型化順序を割り当てる。
ストリーミングと衝突のステップはどちらもユニタリ演算子によって達成される。
非線形衝突項の量子化バージョンは、古典的カールマン法とは異なり、隣接する場所から結合された離散密度の変数を導入することなく実装されている。
ボソニックモードを量子ビットにコンパクトにマッピングし、数個の量子ビットを用いて対数的に縮小ボソニックフォック空間の大きさをスケールする。
この作業は、格子ボルツマンの定式化に適応できる多重物理問題に容易に拡張できる。
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