通过薛定谔化对弹性波方程的量子模拟

该论文研究了运用薛定谔化方法对弹性波方程进行量子模拟的算法。薛定谔化方法通过扭曲相位变换将任意线性偏微分方程转换为具有幺正演化特性的薛定谔型偏微分方程组——这种变换将方程映射到高一维空间,从而使其适用于量子模拟。研究人员探索了该方法在两种弹性波方程形式中的应用:针对各向同性介质中的速度-应力方程,结合谱方法研究了外力作用下对称矩阵形式的薛定谔化处理;对于介质参数可变的问题,则采用基于交错网格的薛定谔化方法来模拟速度场与应力场,并给出了复杂度估计。针对波位移方程,该工作将其转化为双曲型方程组后进行薛定谔化处理,并采用谱方法与中心差分格式进行离散化。研究详细阐述了量子算法的实现过程,其复杂度分析表明该算法在空间维度上相较经典算法具有指数级的量子优势。

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