elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Quantum Solution for Nonlinear Differential Equations: Carleman and Liouville Linearization

Häbel, Alexander und Klement, Nils und Eyring, Veronika und Schwabe, Mierk (2026) Quantum Solution for Nonlinear Differential Equations: Carleman and Liouville Linearization. In: 2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI), Seiten 147-152. IEEE Xplore. 2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI), 2025-11-02 - 2025-11-05, Neapel, Italien. doi: 10.1109/QAI63978.2025.00030. ISBN 979-8-3315-6986-0.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11344607

Kurzfassung

Nonlinear differential equations underlie many scientific fields, yet classical solvers scale poorly with increasing resolution. Quantum linear systems algorithms (QLSAs), such as Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL), can offer asymptotic advantages for sparse, well-conditioned linear systems. However, they do not directly treat nonlinear dynamics. We study two linearization techniques—Carleman linearization and Liouville linearization—as preprocessors for prospective QLSA use. We assess the stability of the linearization step on two models with bounded phase spaces and single- or multi-attractor dynamics. Carleman linearization tracks single trajectories until truncation error dominates. The Liouville ensemble formulation, especially with narrow initial distributions, captures multi-basin splitting and trajectory statistics while providing built-in uncertainty quantification. These results suggest that Liouville may offer broader practical applicability as a QLSA preprocessor, particularly in regimes not covered by existing efficiency guarantees for Carleman linearization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222464/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Quantum Solution for Nonlinear Differential Equations: Carleman and Liouville Linearization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Häbel, AlexanderDLR, IPAhttps://orcid.org/0009-0001-1874-955X204768018
Klement, NilsDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eyring, VeronikaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-6887-4885NICHT SPEZIFIZIERT
Schwabe, MierkDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-6565-5890NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Januar 2026
Erschienen in:2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI)
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/QAI63978.2025.00030
Seitenbereich:Seiten 147-152
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Myung, Hannahh.myung (at) computer.orgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE Xplore
ISBN:979-8-3315-6986-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quantum Algorithm, Nonlinear Differential Equations, Carleman, Linearization, Liouville, Fokker-Planck
Veranstaltungstitel:2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI)
Veranstaltungsort:Neapel, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 November 2025
Veranstaltungsende:5 November 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse
Hinterlegt von: Häbel, Alexander
Hinterlegt am:05 Feb 2026 08:00
Letzte Änderung:05 Feb 2026 08:00

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.