迈向快速畸变湍流的端到端量子模拟
该研究团队提出了一种基于哈密顿量线性组合(LCHS)的端到端量子算法,用于模拟快速畸变湍流。该算法包含三个主要阶段:根据预设能谱高效制备初始湍流态、通过LCHS实现时间演化、以及直接测量关键湍流统计量。分析表明,对于足够大的计算网格,该算法相较经典模拟方法可实现实际量子加速。研究人员评估了模拟非平凡湍流最小实例所需的量子资源,并通过经典验证表明:数值结果与真实解高度吻合,既能捕捉湍流场的定性演化特征,又能精确反映雷诺应力和脉动速度谱等统计量的定量行为。尽管快速畸变湍流具有线性特性,但其蕴含核心湍流机制,可为纳维-斯托克斯方程的量子算法开发提供借鉴。该工作为在未来容错量子计算机上处理更复杂湍流现象奠定了基础。



