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Solving Partial Differential Equations using a Quantum Computer

Pool, Albert und Somoza, Alejandro und Lubasch, Michael und Horstmann, Birger (2022) Solving Partial Differential Equations using a Quantum Computer. In: 3rd IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering, QCE 2022, Seiten 864-866. IEEE. IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering - QCE22, 18.-23. Sep. 2022, Broomfield CO, USA. doi: 10.1109/QCE53715.2022.00146. ISBN 978-1-6654-9113-6.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9951265

Kurzfassung

The simulation of quantum systems currently constitutes one of the most promising applications of quantum computers. However, the integration of more general partial differential equations (PDEs) for models of classical systems that are not governed by the laws of quantum mechanics remains a fundamental challenge. Current approaches such as the Variational Quantum Linear Solver (VQLS) method can accumulate large errors and the associated quantum circuits are difficult to optimize. A recent method based on the Feynmann-Kitaev formalism of quantum dynamics has been put forth, where the full evolution of the system can be retrieved after a single optimization of an appropriate cost function. This spacetime formulation alleviates the accumulation of errors, but its application is restricted to quantum systems only. In this work, we introduce an extension of this formalism applicable to the non-unitary dynamics of classical systems including for example, the modeling of diffusive transport or heat transfer. In addition, we demonstrate how PDEs with non-linear elements can also be integrated to incorporate turbulent phenomena.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/190793/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Solving Partial Differential Equations using a Quantum Computer
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pool, AlbertAlbert.Pool (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5234-9501NICHT SPEZIFIZIERT
Somoza, Alejandroalejandro.somoza (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4973-8052NICHT SPEZIFIZIERT
Lubasch, MichaelNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-2636-9936NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 November 2022
Erschienen in:3rd IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering, QCE 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/QCE53715.2022.00146
Seitenbereich:Seiten 864-866
Verlag:IEEE
Name der Reihe:Quantum Computing and Engineering (QCE), IEEE International Conference on
ISBN:978-1-6654-9113-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:quantum simulation, partial differential equations, Feynman–Kitaev Hamiltonian
Veranstaltungstitel:IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering - QCE22
Veranstaltungsort:Broomfield CO, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:18.-23. Sep. 2022
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Pool, Albert
Hinterlegt am:12 Dez 2022 18:24
Letzte Änderung:20 Nov 2023 10:07

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