标量对流量子计算中的噪声建模
量子物理
2025-12-30 v1 流体动力学
摘要
量子计算有望加速流体动力学仿真，但在噪声中间规模量子时代，硬件噪声显著扭曲仿真精度。尽管误差幅度被频繁量化，但量子噪声对流动仿真结果的具体物理效应仍基本未被描述。我们研究量子门噪声对一维标量对流仿真的影响。通过采用一种在理想情况下仅影响傅里叶相位的谱算法，我们隔离并分析了谱幅值中的噪声诱导人工物。我们基于计算基态之间的汉明距离推导了一个用于预测谱衰减的理论转移矩阵，然后将其模型与密度矩阵仿真和超导量子处理器上的实验结果进行验证。此外，利用数据驱动的稀疏回归，我们展示量子噪声主要表现为人工扩散和非线性源项，体现在有效的偏微分方程中。这些发现表明，量子误差可以被建模为确定性物理项，而非纯粹的随机扰动。
引用
@article{arxiv.2512.22559,
title = {Modeling Noise in Quantum Computing of Scalar Convection},
author = {Jiahua Yang and Zhen Lu and Yue Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.22559},
year = {2025}
}