量子辅助湍流剪切流中的示踪剂扩散

该研究团队提出了一种量子辅助生成算法,用于合成湍流剪切流中的拉格朗日示踪粒子轨迹。该工作利用量子算法的并行性和采样特性,构建并优化了参数化量子电路,其生成的量子态对应经典湍流速度分量联合概率密度函数p(u_1', u_2', u_3')。通过量子电路的单次测量即可获取速度样本。这种混合量子-经典算法通过两种经典方法(标准随机拉格朗日模型和马尔可夫链蒙特卡罗采样方案)进行了验证。 作为概念验证,研究人员选取了具有恒定剪切率S的高斯型速度波动均匀湍流剪切场。联合概率密度函数的生成还在真实量子设备——20量子比特的IQM Resonance量子计算平台上进行了10量子比特以内的案例测试。该研究为量子计算机在复杂湍流场中实现拉格朗日小尺度参数化湍流传输的应用开辟了新途径。

量科快讯