用于电磁场分析的量子算法
偏微分方程(PDEs)在计算电磁学(CEM)和光子设计中具有核心地位,但传统求解器在处理大型或复杂结构时面临高昂计算成本。量子哈密顿模拟提供了一个将偏微分方程编码为酉时间演化的框架,并具备可扩展电磁分析的潜力。该研究团队采用势表示法表述麦克斯韦方程组,并将控制方程、边界条件和可观测量一致地嵌入哈密顿形式。一个关键瓶颈在于复杂几何结构中哈密顿项数量的指数级增长;该工作分析了这一问题并证明逻辑压缩能显著缓解此问题,尤其适用于周期性或对称性结构。作为概念验证,研究人员模拟了光波通过超透镜的传播过程,证明该方法能够捕捉波前整形和聚焦行为,表明其适用于设计优化任务。这项工作凸显了基于哈密顿量的量子模拟在光子系统中的可行性,并识别出有利于高效执行的结构条件。