卡尔曼线性化系统的量子数据加载:应用于格子-玻尔兹曼方程
本文提出了一种策略,可将任意方阵分解为非酉算子的线性组合(LCNU),其中每个非酉项被嵌入到一个酉矩阵中。最终得到的酉算子线性组合(LCU)的项数与LCNU相同。利用该方法,该工作为任意具有多项式非线性的Carleman线性化自治动力系统构建了一个广义的LCU框架。随后,该框架被用于构建三维Carleman线性化格子玻尔兹曼方程(LBE)的LCU,其项数规模为Ns∼(α²Q²),其中α为Carleman截断阶数,Q为LBE中的离散速度数量。重要的是,Ns完全独立于时间和空间离散点的数量。最后,该团队结合(1)PREP和SELECT块编码预言机,以及(2)变分量子线性求解器,对该LCNU策略的T门成本进行了估算。在前者中,T门成本规模为(α³Q²(log₂n)²),其中n为所有维度上的总空间网格点数。而后者每次迭代需要N²s(log₂(2ntnα)+1)个电路,其中最坏情况下的T门成本为(α(log₂Qn)²)。因此,该工作提供了一种高效的分解策略,适用于容错和变分两种方法。

