論文の概要: Quantum Computing for Solid Mechanics and Structural Engineering -- a
Demonstration with Variational Quantum Eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.14745v1
- Date: Mon, 28 Aug 2023 17:52:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-29 12:44:25.463086
- Title: Quantum Computing for Solid Mechanics and Structural Engineering -- a
Demonstration with Variational Quantum Eigensolver
- Title（参考訳）: 固体力学と構造工学のための量子コンピューティング-変分量子固有解法を用いた実証
- Authors: Yunya Liu, Jiakun Liu, Jordan R. Raney, and Pai Wang
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズムは、コスト関数を効率的に最適化するために重ね合わせと絡み合いの特徴を利用する。
我々は,IBM Qiskit プラットフォーム上で 5-qubit および 7-qubit 量子プロセッサ上での数値処理を実装し,実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8061090528695534
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Variational quantum algorithms exploit the features of superposition and
entanglement to optimize a cost function efficiently by manipulating the
quantum states. They are suitable for noisy intermediate-scale quantum (NISQ)
computers that recently became accessible to the worldwide research community.
Here, we implement and demonstrate the numerical processes on the 5-qubit and
7-qubit quantum processors on the IBM Qiskit Runtime platform. We combine the
commercial finite-element-method (FEM) software ABAQUS with the implementation
of Variational Quantum Eigensolver (VQE) to establish an integrated pipeline.
Three examples are used to investigate the performance: a hexagonal truss, a
Timoshenko beam, and a plane-strain continuum. We conduct parametric studies on
the convergence of fundamental natural frequency estimation using this hybrid
quantum-classical approach. Our findings can be extended to problems with many
more degrees of freedom when quantum computers with hundreds of qubits become
available in the near future.
- Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズムは重ね合わせと絡み合いの特徴を利用して、量子状態を操作することでコスト関数を効率的に最適化する。
ノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(nisq)に適しており、最近世界規模の研究コミュニティがアクセスできるようになった。
ここでは,IBM Qiskit Runtime プラットフォーム上で 5-qubit および 7-qubit 量子プロセッサ上での数値処理を実装し,実演する。
我々は、商用有限要素法(FEM)ソフトウェアABAQUSと変分量子固有解法(VQE)の実装を組み合わせて、統合パイプラインを確立する。
性能調査には、六角形トラス、ティモシェンコビーム、平面ひずみ連続体という3つの例がある。
このハイブリッド量子-古典的アプローチを用いた基本自然周波数推定の収束に関するパラメトリック研究を行う。
我々の発見は、数百量子ビットの量子コンピュータが近い将来利用できるようになると、より自由度の高い問題にまで拡張できる。
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