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

2023

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app132011491
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.