叠加量子格子气自动机与格子玻尔兹曼系统中的量子搜索

随着计算流体力学(CFD)的研究范围扩展到更宏大的问题尺度,量子计算能否带来优势也日益受到关注。近年来,量子格子气自动机(QLGA)和量子格子玻尔兹曼方法(QLBM)作为CFD求解器的量子原生实现方案崭露头角。尽管QLGA与QLBM算法研发进展显著,但相关研究主要集中于模型构建而非实际应用。这导致针对不同方程和扩展功能的QLGA/QLBM算法库不断扩充,但这些模型的实际应用目前仍主要局限于量子态层析和可观测量测量。这种局限在实践中尤为关键——除非满足特定条件,此类测量可能抵消所有潜在的量子优势。本文提出一种基于离散优化和量子搜索的创新应用方案,完全规避流场测量过程。该研究团队设计了同步模拟多种晶格构型的方法,阐释了振幅估计与量子搜索如何带来渐进式量子优势。全文对量子电路的逻辑门级实现进行了详尽的复杂度分析,并评估了多种编码方案的收益与成本。

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提交arXiv: 2025-10-15 20:04

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