論文の概要: Quantum Circuits for Variable-Coefficient Vlasov Dynamics via Schrödingerisation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.23405v1
- Date: Fri, 16 Oct 2026 13:01:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 00:56:07.917612
- Title: Quantum Circuits for Variable-Coefficient Vlasov Dynamics via Schrödingerisation
- Title（参考訳）: シュレーディンガー化による可変係数ブラソフダイナミクスのための量子回路
- Abstract要約: 我々は,古典的フィールド更新を伴わない,所定の外界Vlasovダイナミックスのための回路を開発する。
1D1Vでは、符号化された速度レジスタから直接速度依存ストリーミングがコンパイルされる。
固定度については、フィールド評価が深さを持つのに対して、フィールドワークスペースは座標レジスタ幅と線形にスケールする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2185994146764032
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-dimensional Vlasov equations present promising use cases for quantum simulation, but their transport coefficients must be implemented coherently in order to preserve a compact quantum representation. We develop explicit Schrödingerised circuits for prescribed external field Vlasov dynamics without classical field updates. In 1D1V, velocity-dependent streaming is compiled directly from the encoded velocity register, while a non-linear cubic field is evaluated using reversible fixed-point arithmetic. For fixed polynomial degree, the field workspace scales linearly with the coordinate register width, while the field evaluation subroutine has polynomial depth. As a proof of concept, we simulate a minimal coupled 3D3V anharmonic Penning system and realise mixed electric-field terms and transverse magnetic coupling on a six-dimensional phase space in agreement with classical calculations. Resource analysis shows approximately linear growth with the number of time steps, while identifying the auxiliary register as the dominant depth bottleneck. Structured preparation and register recovery of the auxiliary state reveal an interplay between loading cost and readout. Together, our algorithm demonstrates a fully coherent quantum simulation of high-dimensional Vlasov dynamics with variable coefficients and identifies the practical resource costs that must be controlled for large-scale quantum implementation.
- Abstract（参考訳）: 高次元のヴラソフ方程式は量子シミュレーションの有望なユースケースを示すが、その輸送係数はコンパクトな量子表現を維持するために一貫性を持って実装されなければならない。
古典的場更新を伴わない、所定の外部場 Vlasov ダイナミクスのための明示的なシュレーディンガー化回路を開発する。
1D1Vでは、速度依存ストリーミングはエンコードされた速度レジスタから直接コンパイルされ、非線形立方体は可逆的不動点演算を用いて評価される。
固定多項式度については、フィールド評価サブルーチンが多項式深さを持つのに対して、フィールドワークスペースは座標レジスタ幅と線形にスケールする。
概念実証として、最小結合の3D3Vアンハーモニック・ペニング系をシミュレートし、古典計算に則って6次元位相空間上での混合電界項と横磁場結合を実現する。
資源分析では、時間ステップの数とほぼ線形な成長を示し、補助レジスタを支配的な深度ボトルネックとして認識する。
補助状態の構造化された準備とレジスタ回復は、負荷コストと読み出しの間の相互作用を明らかにする。
提案アルゴリズムは, 変動係数を持つ高次元フラソフ力学の完全コヒーレントな量子シミュレーションを実証し, 大規模量子化のために制御しなければならない実用的資源コストを同定する。
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