在超导设备上使用 Harrow-Hassidim-Lloyd 算法求解 Hele-Shaw 流：效率与挑战研究
流体动力学
2024-10-10 v1 量子物理
摘要
开发能够处理实际流体流动问题的量子处理器代表了一个遥远但充满希望的前沿。量子算法的最新进展，特别是线性求解器，为经典流体流动求解器的量子解决方案照亮了道路。然而，评估这些量子线性系统算法（QLSA）在真实硬件上求解理想流动方程的能力，对于其未来在实际流体流动应用中的发展至关重要。在本研究中，我们考察了一种经典的 QLSA，即 Harrow-Hassidim-Lloyd（HHL）算法，在精确求解控制理想化流体流动问题（特别是 Hele-Shaw 流）的线性方程组方面的能力。我们的研究重点在于分析 HHL 求解器的精度和计算成本。为了评估求解器的稳定性和收敛性，我们在量子模拟器上进行了基于采样的模拟。此外，我们分享了在超导量子设备上执行 HHL 求解器所获得的见解。为了减轻量子设备中固有的量子比特测量、门操作和量子比特退相干引起的误差，我们采用了各种误差抑制和缓解技术。我们的初步评估为未来使用 QLSA 求解流体流动问题的更复杂的量子实用级评估奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2409.10857,
title = {Solving the Hele-Shaw flow using the Harrow-Hassidim-Lloyd algorithm on superconducting devices: A study of efficiency and challenges},
author = {Muralikrishnan Gopalakrishnan Meena and Kalyana C. Gottiparthi and Justin G. Lietz and Antigoni Georgiadou and Eduardo Antonio Coello Pérez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.10857},
year = {2024}
}