論文の概要: Improved Quantum Lattice Boltzmann Method for Advection-Diffusion Equations with a Linear Collision Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01271v1
- Date: Fri, 18 Apr 2025 02:42:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-11 11:26:45.172509
- Title: Improved Quantum Lattice Boltzmann Method for Advection-Diffusion Equations with a Linear Collision Model
- Title（参考訳）: 線形衝突モデルによる拡散拡散方程式の量子格子ボルツマン法の改良
- Authors: Li Xu, Ming Li, Lei Zhang, Hai Sun, Jun Yao,
- Abstract要約: 対流拡散方程式に対するアンシラ自由量子格子ボルツマン法を提案する。
特定のループのマクロ変数が必要な場合、前回のループで量子状態トモグラフィを行う必要はない。
DQ_3$とDQ_5$モデルの数値シミュレーションにより,提案アルゴリズムの有効性が確認された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.868124747083375
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing has made tremendous progress in recent years, providing potentialities for breaking the bottleneck of computing power in the field of scientific computing, like computational fluid dynamics. To reduce computational costs and achieve an acceleration, we propose an ancilla free quantum lattice Boltzmann method for advection-diffusion equations that fully leverages the parallelism of quantum computing. More significantly, there is no need to perform quantum state tomography in each previous loop, if the macroscopic variables for a certain loop is needed. The non-unitary collision operators are replaced by the unique local unitary operations, and the removal of ancilla qubit greatly diminishes the complexity of the quantum circuit. The numerical simulations of the $D_1Q_3$ and $D_2Q_5$ models have confirmed the feasibility of the proposed algorithm.
- Abstract（参考訳）: 近年、量子コンピューティングは飛躍的な進歩を遂げており、計算流体力学のような科学計算分野における計算力のボトルネックを突破する可能性を秘めている。
計算コストを削減し、加速を達成するために、量子コンピューティングの並列性を完全に活用する対流拡散方程式に対するアンシラ自由量子格子ボルツマン法を提案する。
さらに、あるループのマクロ変数が必要な場合、前回のループで量子状態トモグラフィを行う必要はない。
非単体衝突作用素はユニークな局所的ユニタリ演算に置き換えられ、アンシラ量子ビットの除去は量子回路の複雑さを大幅に減少させる。
D_1Q_3$およびD_2Q_5$モデルの数値シミュレーションにより,提案アルゴリズムの有効性が確認された。
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