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Quantum and classical algorithms for nonlinear unitary dynamics

delete2025-05-13
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OA
AI
N
Noah Brüstle
N
Nathan Wiebe
DOI:10.22331/q-2025-05-13-1741delete
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摘要

摘要

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量子算法在哈密顿量模拟和线性微分方程方面,为一系列具有现实意义的问题提供了有前景的指数级加速效果,然而将其扩展到非线性问题已被证明具有挑战性,因为时间缩放上已经展示了指数下界。我们提供了一个匹配这些下界的量子算法。具体来说,我们发现对于形式为 d|u>/dt = A|u> + B|u>⊗2 的非线性微分方程,在时间演化T、误差容限ε以及与非线性强度相关的c条件下,微分算子的查询次数在强非线性极限下接近量子下界的e(o(T‖B‖))次查询。最后,我们介绍了一种基于欧拉方法的经典算法,在受限情况下可实现与量子算法相当的缩放,同时还引入了一种基于路径积分的随机经典算法,它在特定无符号问题的情况下作为量子算法的真实类比,其缩放性能与量子算法相当。

期刊

Quantum 封面图
Quantum
IF:
5.4
论文数:
969
被引数:
1.0W

机构

U
Univ Toronto
学者数:
5.3K
论文数: 3.7K
被引数: 1.2K
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