障碍流卡勒曼线性化格子玻尔兹曼方法的量子电路实现演示
流体模拟,尤其是在高雷诺数条件下,在经典计算机上计算成本高昂,因此成为量子计算极具前景的应用目标。近期研究将格子玻尔兹曼方法(LBM)与卡勒曼线性化相结合,为计算流体动力学(CFD)设计量子算法。然而,这些算法中融入非周期性边界条件的实用量子电路实现尚未得到充分探索。本工作实现了一种用于障碍物周围二维线性化流体流动的量子算法,采用线性系统矩阵的块编码和量子奇异值变换(QSVT)进行求解。入流、出流和无滑移边界条件被表述为稀疏矩阵运算,并通过索引值编码高效嵌入到量子电路中。该团队展示了所需量子比特数和门数相对于格点数的对数级缩放,这表明量子计算流体动力学模拟具有潜在的可行性。

