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Simulating fluid vortex interactions on a superconducting quantum processor
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AI
DOI：10.1038/s41467-026-69168-8.png)
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摘要
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涡旋相互作用在 атмосферical turbulence、plasma dynamics 和 biological systems 中的集体行为中普遍存在。然而，由于需要捕捉长时间尺度上的精细细节，精确模拟这些复杂相互作用极具挑战性，这对传统方法带来了计算负担。本研究中，我们引入了一种量子涡旋方法，在量子力学框架内重新表述 Navier–Stokes (NS) 方程，以在量子计算机上实现多涡旋相互作用的模拟。我们构建了涡旋系统的有效哈密顿量，并实现了一个时空演化电路，以在长时间内模拟其动力学过程。通过利用一个超导量子处理器上的八个量子比特（单量子比特门的保真度为 99.97%，双量子比特门的保真度为 99.76%），我们成功再现了自然的涡旋相互作用。总体而言，我们建立了一个框架，将涡旋动力学重新表述为与量子系统幺正演化兼容的归一化波函数表示，并结合设计的时空编码方案，为在流体系统中利用量子资源提供了具体路径。尽管取得了近期进展，但在量子计算机上模拟复杂流体动力学现象仍然具有挑战性。在此，作者提出了一种适用于量子的涡旋动力学重新表述，并采用了时空编码方案，将其应用于超导量子处理器的模拟中。
Keyword:
Fluid dynamics
Quantum simulation
Science
Humanities and Social Sciences
multidisciplinary
AI总结
对已上传原文的论文进行重点信息的提取，主要内容包括：简要概述、研究摘要、背景介绍、关键亮点、图文解析、展望与总结。
期刊
IF:
15.7
论文数:
9.4W
被引数:
91.2W
机构
引用论文
Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer量子计算机上质因数分解和离散对数的多项式时间算法
OAAI
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