经典动理方程的量子计算:基于量子计算的无碰撞等离子体 6D Boltzmann-Maxwell 方程数值分析新方法
等离子体物理
2023-06-12 v1 空间物理
量子物理
摘要
提出了一种求解 6D 无碰撞等离子体 Boltzmann-Maxwell 方程的新型量子算法。该方程描述了电磁场中等离子体粒子的动力学行为,是从空间到实验室等离子体的各类领域中已知的经典第一性原理方程。我们为未来的大规模量子计算机构建了量子算法,以加速其高昂的计算。该算法主要由两个例程组成:Boltzmann 求解器和 Maxwell 求解器。量子算法承担这两重过程,而经典算法促进其相互作用。每个求解器具有类似的结构,包含三个步骤:编码、传播与积分。我们对量子算法进行了初步实现,并与可类比的经典方法进行了并行验证。所有量子电路均使用 IBM Qiskit 实现。
引用
@article{arxiv.2306.05967,
title = {Quantum Calculation of Classical Kinetic Equations: A Novel Approach for Numerical Analysis of 6D Boltzmann-Maxwell Equations in Collisionless Plasmas Using Quantum Computing},
author = {Hayato Higuchi and Juan William Pedersen and Akimasa Yoshikawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.05967},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 7 figures