OPTIMIZING QUANTUM ALGORITHMS FOR SOLVING THE POISSON EQUATION

2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.37943/18reat9767
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

Contemporary quantum computers open up novel possibilities for tackling intricate problems, encompassing quantum system modeling and solving partial differential equations (PDEs). This paper explores the optimization of quantum algorithms aimed at resolving PDEs, presenting a significant challenge within the realm of computational science. The work delves into the application of the Variational Quantum Eigensolver (VQE) for addressing equations such as Poisson's equation. It employs a Hamiltonian constructed using a modified Feynman-Kitaev formalism for a VQE, which represents a quantum system and encapsulates information pertaining to the classical system. By optimizing the parameters of the quantum circuit that implements this Hamiltonian, it becomes feasible to achieve minimization, which corresponds to the solution of the original classical system. The modification optimizes quantum circuits by minimizing the cost function associated with the VQE. The efficacy of this approach is demonstrated through the illustrative example of solving the Poisson equation. The prospects for its application to the integration of more generalized PDEs are discussed in detail. This study provides an in-depth analysis of the potential advantages of quantum algorithms in the domain of numerical solutions for the Poisson equation and emphasizes the significance of continued research in this direction. By leveraging quantum computing capabilities, the development of more efficient methodologies for solving these equations is possible, which could significantly transform current computational practices. The findings of this work underscore not only the practical advantages but also the transformative potential of quantum computing in addressing complex PDEs. Moreover, the results obtained highlight the critical need for ongoing research to refine these techniques and extend their applicability to a broader class of PDEs, ultimately paving the way for advancements in various scientific and engineering domains.