量子潮流：从理论到实践
量子物理
2024-09-09 v1 人工智能
机器学习
系统与控制
系统与控制
摘要
气候变化正成为现代社会可持续发展的最大挑战之一。低密度可再生能源极大地复杂化了在线优化与控制过程，而现代先进计算技术，特别是量子计算，具有显著的潜在帮助作用。本文讨论了量子计算算法在最先进智能电网问题中的应用。我们提出了通过利用Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL)算法进行稀疏矩阵求逆在潮流问题中实现潜在的指数级量子加速。然而，该算法的实际实现受到量子电路噪声、量子随机存取存储器(QRAM)实现难度以及所需量子电路深度的限制。我们以最先进潮流算法的硬件和软件需求为基准，包括来自混合声子-transmon系统的QRAM需求，以及HHL中用于显式实现的具体门计数。我们还开发了基于变分量子电路的近期潮流算法，并对6量子比特的截断版潮流进行了真实实验实现。
引用
@article{arxiv.2211.05728,
title = {Quantum Power Flows: From Theory to Practice},
author = {Junyu Liu and Han Zheng and Masanori Hanada and Kanav Setia and Dan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05728},
year = {2024}
}
备注
30 pages, many figures