量子物理
[提交于 2025年8月19日
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标题: 量子线性系统问题的薛定谔化
标题: Schrödingerization for quantum linear systems problems
摘要: 我们从Schrödingerization问题的角度开发了一种用于线性代数方程Ax=b的量子算法,这些问题是通过一个更高维度的线性对流方程系统来表征的。 当A是正定矩阵时,解x可以解释为线性ODE的稳态解。 这个ODE可以通过使用[1]中的LCHS方法求解,该方法作为Schrödingerization方法[2,3]中傅里叶变换的连续实现,通过扭曲相位变换将具有非单位动力学的线性PDE和ODE转换为Schrödinger型系统。 与LCHS方法相比,Schrödingerization可能更受PDE社区的欢迎,因为它更适合利用已建立的计算PDE技术来开发量子算法。 当A是一个一般的厄米特矩阵时,逆矩阵仍然可以在[1]中以LCHS形式表示,但其核函数基于[4]中的傅里叶方法。 尽管这种LCHS形式提供了与最小二乘方程相关的线性ODE的稳态解,但将Schrödingerization应用于这种最小二乘法是不合适的,因为它会导致更大的条件数。 我们证明了在两种情况下,解x都可以表示为Schrödingerization问题的LCHS,或者等价地,作为Schrödingerization问题的稳态解。 这突显了Schrödingerization在量子科学计算中的潜力。 我们提供了一个详细的说明,以及几个数值测试来验证我们所提出方法的正确性。 此外,我们开发了一种量子预处理算法,将BPX多级预处理器与我们的方法结合,以解决泊松方程的有限元离散化。
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