論文の概要: Quantum Unitary Matrix Representation of Lattice Boltzmann Method for Fluid Flow Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08669v2
- Date: Wed, 28 Aug 2024 13:33:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-29 20:49:20.241494
- Title: Quantum Unitary Matrix Representation of Lattice Boltzmann Method for Fluid Flow Simulation
- Title（参考訳）: 流体流動シミュレーションのための格子ボルツマン法の量子ユニタリ行列表現
- Authors: E. Dinesh Kumar, Steven H. Frankel,
- Abstract要約: 本研究は,初期状態の準備において,アシラクビットの状態を制御する必要があることを示す。
テストケースの2量子制御NOT (CNOT) と1量子Uゲートの計9～12量子ビット, グリッドサイズは24～216点であった。
- 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: In the present contribution, we propose a quantum unitary matrix representation for the Lattice Boltzmann Method (LBM) to simulate fluid flows in the low Reynolds number ($Re$) regime. Since the particle distribution functions are encoded as probability amplitudes of the quantum state, we show that the state of the ancilla qubit must be controlled during the initial state preparation. In contrast to methods such as the linear combination of unitaries to implement non-unitary operators, we utilize the classical singular value decomposition (SVD) to decompose the collision and streaming operators into a product of unitaries. Our approach has been tested using benchmark problems such as advection-diffusion of a Gaussian hill, Poiseuille flow, Couette flow, and the lid-driven cavity problem. We report the two-qubit controlled-NOT (CNOT) and single-qubit U gate counts for test cases involving 9 to 12 qubits and grid sizes ranging from 24 to 216 points. While the gate count closely aligns with the theoretical limit, the high number of two-qubit gates on the order of $10^7$ requires special attention as it relates to circuit synthesis.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,低レイノルズ数(Re$)条件下での流体流動をシミュレートする格子ボルツマン法(LBM)の量子ユニタリ行列表現を提案する。
粒子分布関数は量子状態の確率振幅として符号化されるので、初期状態の準備において、アシラ量子ビットの状態を制御する必要があることを示す。
非ユニタリ作用素を実装するためのユニタリの線形結合のような手法とは対照的に、古典特異値分解(SVD)を用いて衝突とストリーミング演算子をユニタリの積に分解する。
提案手法は,ガウス丘陵の対流拡散,ポワゼイユ流,クーエット流,蓋駆動キャビティ問題などのベンチマーク問題を用いて検証されている。
テストケースの2量子制御NOT (CNOT) と1量子Uゲートの計9～12量子ビット, グリッドサイズは24～216点であった。
ゲート数は理論的な限界と密接に一致しているが、回路合成に関連するため、10^7$の2ビットゲートの数は特に注意が必要である。
関連論文リスト
- Realization of two-qubit gates and multi-body entanglement states in an asymmetric superconducting circuits [3.9488862168263412]
本研究では, 可変フラキソニウム-トランスモン (FTT) コープリング方式を提案する。
フラクソニウムとトランスモンからなる非対称構造は周波数空間を最適化し、高忠実度2量子ビットの量子ゲートを形成する。
一般のシングルキュービットXpi/2ゲートと2キュービット(iSWAP)ゲートをシミュレートし,本方式の性能について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-12T08:44:21Z) - A two-circuit approach to reducing quantum resources for the quantum lattice Boltzmann method [41.66129197681683]
CFD問題を解決するための現在の量子アルゴリズムは、単一の量子回路と、場合によっては格子ベースの方法を用いる。
量子格子ボルツマン法(QLBM)を用いた新しい多重回路アルゴリズムを提案する。
この問題は2次元ナビエ・ストークス方程式の流動関数-渦性定式化として鋳造され、2次元蓋駆動キャビティフローで検証および試験された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-20T15:32:01Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z) - Simulating quantum circuits using efficient tensor network contraction
algorithms with subexponential upper bound [0.0]
単一量子ビットと有限配列の2量子ビットゲートの量子回路は、古典的に指数時間でシミュレート可能であることを示す。
我々は,制約を満たすことが保証されたアルゴリズムを実装し,実際の計算時間を大幅に短縮した縮約順序を求める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T14:46:52Z) - High fidelity two-qubit gates on fluxoniums using a tunable coupler [47.187609203210705]
超伝導フラクソニウム量子ビットは、大規模量子コンピューティングへの道のトランスモンに代わる有望な代替手段を提供する。
マルチキュービットデバイスにおける大きな課題は、スケーラブルなクロストークのないマルチキュービットアーキテクチャの実験的なデモンストレーションである。
ここでは、可変カプラ素子を持つ2量子フッソニウム系量子プロセッサを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-30T13:44:52Z) - Unimon qubit [42.83899285555746]
超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。
本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Optimal Control of Closed Quantum Systems via B-Splines with Carrier
Waves [0.0]
閉量子系における論理ゲート実装のための電磁パルス決定の最適制御問題について考察する。
キャリア波を用いたB-スプラインに基づく制御関数の新しいパラメータ化を提案する。
提案手法が量子ゲートを実現するための内部点L-BFGSアルゴリズムとどのように組み合わせられるかの数値例を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-27T18:41:39Z) - Random quantum circuits anti-concentrate in log depth [118.18170052022323]
本研究では,典型的な回路インスタンスにおける測定結果の分布に要するゲート数について検討する。
我々の反集中の定義は、予測衝突確率が分布が均一である場合よりも大きい定数因子に過ぎないということである。
ゲートが1D環上で最寄りである場合と、ゲートが長距離である場合の両方において、$O(n log(n))ゲートも十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-24T18:44:57Z) - Discrete Adjoints for Accurate Numerical Optimization with Application
to Quantum Control [0.0]
本稿では,閉量子系における論理ゲートを実現するための最適制御問題について考察する。
システムは、シンプレクティックパーティショニングされたRunge-Kutta法であるStormer-Verletスキームと区別される。
キャリア波を内蔵したB-スプラインに基づく制御関数のパラメータ化も導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-04T00:02:23Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。