求解漂移-扩散方程的量子算法:电路深度分析

该研究团队比较了五种不同门集实现求解二维空间漂移-扩散方程的量子算法所需的电路深度。该算法采用量子傅里叶变换对角化方法,对比的门集包括:无约束门集、Quantinuum的TK1门集、IBM Heron与IonQ的原始门集,以及富士通具有时空高效性的模拟旋转(STAR)门集。研究通过一组最多使用22个量子比特的示例场景进行分析,发现虽然一维空间分辨率下的扩展规律与理论预测相符,但受块编码开销影响,空间维度扩展效率低于理论预期。最后,使用STAR门集的实验表明,即使最小规模的问题实例也超出了当前量子硬件的运行能力极限。
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提交arXiv: 2025-09-25 20:02

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