論文の概要: A Fully Quantum Algorithm for Hydrodynamic Lattice Gas Cellular Automata

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.07362v1
• Date: Wed, 11 Oct 2023 10:22:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-14 02:34:20.172582
• Title: A Fully Quantum Algorithm for Hydrodynamic Lattice Gas Cellular Automata
• Title（参考訳）: 流体力学格子型セルセルオートマトンのための完全量子アルゴリズム
• Authors: Niccolo Fonio, Pierre Sagaut, Giuseppe Di Molfetta
• Abstract要約: 格子ガスセルラーオートマタ (LGCA) は、多くの物理現象のシミュレーションに広く知られ応用されている計算モデルである。 本稿では,空間複雑性の指数的優位性を示しながら,LGCAをシミュレートできる量子ベース量子アルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Lattice Gas Cellular Automata (LGCA) are a computational model widely known and applied for the simulation of many physical phenomena. Their implementation requires an amount of resources and operations which scale linearly versus the system size and number of time steps. We propose a quantum-pointers-based quantum algorithm able to simulate LGCA while exhibiting an exponential advantage in space complexity and a number of quantum operations independent from the system size. We propose a collision circuit for the FHP lattice-gas automata considering the 2-, 3-, and 4-body collisions. These are implemented with two methodologies that suggest the procedure for finding quantum circuits for LGCA with more collisions. We also propose a phase estimation algorithm to retrieve information about a single cell, whose application can be expanded for implementing other collisions. A general methodology to identify the invariants associated to quantum LGCA is also proposed.
• Abstract（参考訳）: 格子ガスセルラーオートマタ (LGCA) は、多くの物理現象のシミュレーションに広く知られ応用されている計算モデルである。 彼らの実装には、システムのサイズと時間ステップの数に対して線形にスケールするリソースとオペレーションの量が必要です。 本稿では,空間複雑性の指数関数的な優位性とシステムサイズに依存しない量子演算を提示しつつ,lgcaをシミュレートできる量子ポインター型量子アルゴリズムを提案する。 2体, 3体, 4体衝突を考慮したFHP格子ガス自動機の衝突回路を提案する。 これらは、より多くの衝突を伴うlgcaの量子回路を見つける手順を示唆する2つの手法で実装されている。 また,1つのセルに関する情報を抽出する位相推定アルゴリズムを提案する。 量子LGCAに関連する不変量を特定するための一般的な手法も提案されている。

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