Implementation of the HHL Algorithm for Solving the Poisson Equation on Quantum Simulators

2023

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app132011491
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The Poisson equation is a fundamental equation of mathematical physics that describes the potential distribution in static fields. Solving the Poisson equation on a grid is computationally intensive and can be challenging for large grids. In recent years, quantum computing has emerged as a potential approach to solving the Poisson equation more efficiently. This article uses quantum algorithms, particularly the Harrow–Hassidim–Lloyd (HHL) algorithm, to solve the 2D Poisson equation. This algorithm can solve systems of equations faster than classical algorithms when the matrix A is sparse. The main idea is to use a quantum algorithm to transform the state vector encoding the solution of a system of equations into a superposition of states corresponding to the significant components of this solution. This superposition is measured to obtain the solution of the system of equations. The article also presents the materials and methods used to solve the Poisson equation using the HHL algorithm and provides a quantum circuit diagram. The results demonstrate the low error rate of the quantum algorithm when solving the Poisson equation.