均质弹性介质中三维弹性波方程的哈密顿模拟
研究人员提出了一种针对均匀各向同性介质中三维弹性波方程一阶速度-应力表述的哈密顿量模拟显式量子电路构建方案。此前研究虽已展示如何将弹性波方程转化为适合哈密顿量模拟的形式,但通常依赖于黑箱哈密顿量访问假设,导致门复杂度难以估算。该工作从一阶速度-应力表述出发,通过有限差分法离散化系统,将其转化为薛定谔方程形式,并利用分量寄存器与空间寄存器的分离特性,将哈密顿量分解为结构化张量积项。由此实现了时间演化算子的一阶和二阶Trotter公式显式实施方案,并基于离散化参数、模拟时长、目标精度和材料参数,推导出相应的误差界限及具有常数敏感度的量子比特与CNOT门复杂度估计。数值实验通过与精确时间演化及重构物理场的对比,验证了所提框架的有效性。

