一种适用于不可压缩流动的稳定通用量子分数阶格子玻尔兹曼方法
量子计算因其叠加态和纠缠态的内在特性,在加速计算流体力学(CFD)模拟和缓解内存瓶颈方面展现出巨大潜力。作为本质上高度代数化的方法,格子玻尔兹曼方法(LBM)已催生出多种量子LBM变体。然而现有方案大多将弛豫时间固定为τ=1,导致特定网格分辨率仅能模拟单一雷诺数工况。尽管该团队早期提出的量子格子动理学格式(LKS)突破了这一限制,但在高雷诺数下存在失稳问题。为解决这一挑战,研究人员提出量子分步LBM(FS-LBM)——预测步采用标准LBM公式在量子电路中实现,校正步则通过经典计算完成。该方法保持τ=1的设定以确保与现有量子LBM的无缝兼容。针对典型二维/三维不可压缩等温和非等温流动的基准测试表明,量子FS-LBM在精度和收敛阶数上与经典版本保持一致,同时在精确性和稳定性上显著优于量子LKS。值得关注的是,该工作首次实现了三维不可压缩热流动的量子LBM模拟。
量科快讯
1 天前
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