論文の概要: Quantum Algorithm for Radiative Transfer Equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.01664v2
- Date: Fri, 8 Mar 2024 04:59:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-11 22:52:55.730812
- Title: Quantum Algorithm for Radiative Transfer Equation
- Title（参考訳）: 放射移動方程式の量子アルゴリズム
- Authors: Asuka Igarashi, Tadashi Kadowaki, Shiro Kawabata
- Abstract要約: 放射線伝達方程式は、工学における熱伝達のシミュレート、医療における拡散光学トモグラフィー、天体物理学における放射線流体力学に広く用いられている。
格子ボルツマン法を組み合わせることで,放射能伝達の量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、吸収、散乱、放出といった放射移動の重要な物理過程をすべて包含する。
- 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: The radiation transfer equation is widely used for simulating such as heat
transfer in engineering, diffuse optical tomography in healthcare, and
radiation hydrodynamics in astrophysics. By combining the lattice Boltzmann
method, we propose a quantum algorithm for radiative transfer. This algorithm
encompasses all the essential physical processes of radiative transfer:
absorption, scattering, and emission. Although a sufficient number of
measurements are required to precisely estimate the quantum state, and the
initial encoding of the quantum state remains a challenging problem, our
quantum algorithm exponentially accelerates radiative transfer calculations
compared to classical algorithms. In order to verify the quantum algorithm, we
perform quantum circuit simulation using IBM Qiskit Aer and find good agreement
between our numerical result and the exact solution. The algorithm opens new
application of fault-tolerant quantum computers for plasma engineering,
telecommunications, nuclear fusion technology, healthcare and astrophysics.
- Abstract（参考訳）: 放射線伝達方程式は工学における熱伝達、医療における拡散光トモグラフィー、天体物理学における放射線流体力学などのシミュレーションに広く用いられている。
格子ボルツマン法を組み合わせることで,放射能伝達の量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、吸収、散乱、放出といった放射移動の重要な物理過程をすべて包含する。
量子状態を正確に推定するには十分な数の計測が必要であり、量子状態の初期エンコーディングは依然として難しい問題であるが、量子アルゴリズムは従来のアルゴリズムと比較して放射伝達計算を指数関数的に加速する。
量子アルゴリズムを検証するため、IBM Qiskit Aer を用いて量子回路シミュレーションを行い、数値結果と正確な解との良好な一致を求める。
このアルゴリズムはプラズマ工学、電気通信、核融合技術、医療、天体物理学にフォールトトレラント量子コンピュータの新しい応用を開放する。
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