論文の概要: Quantum Computing Perspective for Electromagnetic Wave Propagation in
Cold Magnetized Plasmas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.12492v2
- Date: Wed, 29 Nov 2023 13:41:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-01 03:25:52.153428
- Title: Quantum Computing Perspective for Electromagnetic Wave Propagation in
Cold Magnetized Plasmas
- Title（参考訳）: 冷磁化プラズマにおける電磁波伝播の量子コンピューティング的展望
- Authors: Efstratios Koukoutsis, Kyriakos Hizanidis, George Vahala, Min Soe,
Linda Vahala and Abhay K. Ram
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上でのマクスウェル方程式の実装に関する2つのトピックについて述べる。
1つ目は、コールドで不均一な磁化プラズマにおける波動伝播のためのマクスウェル方程式の量子シュロディンガー表現の定式化である。
第2のトピックは、量子格子アルゴリズム(QLA)の基礎となるユニタリ演算子の系列の開発である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electromagnetic waves are an inherent part of all plasmas -- laboratory
fusion plasmas or astrophysical plasmas. The conventional methods for studying
properties of electromagnetic waves rely on discretization of Maxwell equations
suitable for implementing on classical, present day, computers. The traditional
methodology is not efficient for quantum computing implementation -- a future
computational source offering a tantalizing possibility of enormous speed up
and a significant reduction in computational cost. This paper addresses two
topics relevant to implementing Maxwell equations on a quantum computer. The
first is on formulating a quantum Schrodinger representation of Maxwell
equations for wave propagation in a cold, inhomogeneous, magnetized plasma.
This representation admits unitary, energy preserving, evolution and
conveniently lends itself to appropriate discretization for a quantum computer.
Riding on the coattails of these results, the second topic is on developing a
sequence of unitary operators which form the basis for a qubit lattice
algorithm (QLA). The QLA, suitable for quantum computers, can be implemented
and tested on existing classical computers for accuracy as well as scaling of
computational time with the number of available processors. In order to
illustrate the QLA for Maxwell equations, results are presented from a time
evolving, full wave simulation of propagation and scattering of an
electromagnetic wave packet by non-dispersive dielectric medium localized in
space.
- Abstract（参考訳）: Electromagnetic waves are an inherent part of all plasmas -- laboratory fusion plasmas or astrophysical plasmas. The conventional methods for studying properties of electromagnetic waves rely on discretization of Maxwell equations suitable for implementing on classical, present day, computers. The traditional methodology is not efficient for quantum computing implementation -- a future computational source offering a tantalizing possibility of enormous speed up and a significant reduction in computational cost.
本稿では,量子コンピュータ上でのマクスウェル方程式の実装に関する2つのトピックについて述べる。
1つ目は、冷たく均一な磁化プラズマにおける波動伝播のためのマックスウェル方程式の量子シュロディンガー表現の定式化である。
この表現はユニタリ、エネルギー保存、進化を許容し、量子コンピュータの適切な離散化に都合よく寄与する。
これらの結果に基づいて、第2のトピックは、量子格子アルゴリズム(QLA)の基礎となるユニタリ演算子の系列の開発である。
量子コンピュータに適したQLAは、既存の古典的コンピュータ上で実装およびテストが可能であり、利用可能なプロセッサの数とともに計算時間のスケーリングを行うことができる。
マクスウェル方程式のqlaを説明するために、空間に局在する非分散誘電体媒体による電磁波パケットの伝播と散乱の時間発展のフルウェーブシミュレーションから結果が得られた。
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