金、石;李仙桃;刘娜娜;于,岳 具有物理边界或界面条件的偏微分方程的量子模拟。 (英语) Zbl 07797674号 J.计算。物理。 498,文章ID 112707,18 p.(2024). 摘要:本文探讨了用物理边界或界面条件对偏微分方程进行量子模拟的可行性。当包含边界和界面条件时,此类问题的半离散化不一定会产生哈密顿动力学,甚至会改变动力学的哈密顿结构。这个看似棘手的问题可以通过使用最近引入的Schrödingerisation方法来解决[S.Jin公司等,“通过薛定谔化对偏微分方程的量子模拟:技术细节”,预印本,arXiv:2212.14703; 物理学。修订版A(3)108,第2号,文章ID 032603,20页(2023;doi:10.10103/物理版本A.108.032603)]–它通过所谓的扭曲相位变换将具有非厄米动力学的任何线性偏微分方程和常微分方程转换为薛定谔方程组,该变换将方程映射到一个更高的维度。我们将此方法应用于几个典型问题,包括具有流入边界条件的线性对流方程和具有Dirichlet和Neumann边界条件的热方程。对于界面问题,我们研究了(抛物线)Stefan问题、线性对流和具有间断和偶数可测系数的线性Liouville方程。我们通过数值实验证明了该方法的有效性,这有助于弥补现有量子算法与经典和量子动力学计算模型之间的差距,以及边界和界面条件。 MSC公司: 6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法 35磅 双曲方程和双曲系统 78轴 光学和电磁理论的一般主题 关键词:薛定谔化;量子模拟;物理边界条件;接口问题;几何光学问题 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Jin}等人,J.Compute。物理学。498,文章ID 112707,18 p.(2024;Zbl 07797674) 全文: DOI程序 arXiv公司 参考文献: [1] Jin,S。;刘,N。;Yu,Y.,通过薛定谔化对偏微分方程的量子模拟(2022) [2] Jin,S。;刘,N。;Yu,Y.,通过薛定谔化对偏微分方程的量子模拟:应用和详细分析。物理学。版本A(2023) [3] 曹毅。;Papageorgiou,A。;Petras,I.,解决泊松方程的量子算法和电路设计。新J.Phys。(2013) ·Zbl 1451.81163号 [4] Berry,D.W.,解线性微分方程的高阶量子算法。《物理学杂志》。A、 数学。西奥。(2014) ·Zbl 1359.81083号 [5] Montanaro,A。;Pallister,S.,《量子算法和有限元方法》。物理学。版本A(2016) [6] 科斯塔,P.C.S。;约旦,S。;Ostrander,A.,用于模拟波动方程的量子算法。物理学。版本A(2019) [7] 恩格尔。;史密斯,G。;Parker,S.E.,Vlasov方程的量子算法。物理学。版本A(2019) [8] Childs,A.W。;Liu,J.,微分方程的量子谱方法。Commun公司。数学。物理。,1427-1457 (2020) ·Zbl 1444.81011号 [9] 林登,N。;Montanaro,A。;Shao,C.,求解热方程的量子与经典算法(2020年) [10] Childs,A.M。;Liu,J.P。;Ostrander,A.,偏微分方程的高精度量子算法。量子,574(2021) [11] Jin,S。;Liu,N.,计算非线性偏微分方程可观测性的量子算法(2022) [12] Golse,F。;Jin,S。;Liu,N.,不确定性量化的量子算法:应用于偏微分方程(2022) [13] Jin,S。;刘,N。;Yu,Y.,线性高维和多尺度偏微分方程量子差分方法的时间复杂性分析。J.计算。物理学。(2022) ·Zbl 07605605号 [14] 哈罗,A.W。;Hassidim,A。;Lloyd,S.,线性方程组的量子算法。物理学。修订稿。(2009) [15] Childs,A.M。;科塔里,R。;Somma,R.D.,线性方程组的量子算法,对精度的指数改进。SIAM J.计算。,1920-1950 (2017) ·Zbl 1383.68034号 [16] 科斯塔,P.C.S。;安·D。;桑德斯,Y.A。;苏,Y。;巴布什,R。;Berry,D.W.,通过离散绝热定理求解最优尺度量子线性系统(2021) [17] Berry,D.W。;Childs,A.M。;奥斯特兰德,A。;Wang,G.,线性微分方程的量子算法,对精度的指数改进。Commun公司。数学。物理。,1057-1081 (2017) ·Zbl 1380.81083号 [18] 苏巴西,Y。;Somma,R.D.,受绝热量子计算启发的线性方程组的量子算法。物理学。修订稿。(2019) [19] 安,D。;刘杰。;王,D。;Zhao,Q.,量子微分方程求解器理论:局限性和快速推进(2022) [20] Jin,S。;Liu,N.,通过Schrodingerisation对离散线性动力系统的量子模拟和线性代数中的简单迭代方法(2023),arXiv预印本 [21] Jin,S。;李,X。;刘,N。;Yu,Y.,人工边界条件下量子动力学的量子模拟(2023) [22] 勒维克,R.J。;Li,Z.,具有间断系数和奇异源的椭圆方程的浸入界面法。SIAM J.数字。分析。,1019-1044 (1994) ·Zbl 0811.65083号 [23] Peskin,C.S.,浸没边界法。Acta Numer.公司。,479-517 (2002) ·Zbl 1123.74309号 [24] Jin,S。;Wen,X.,具有间断势的Liouville方程的Hamilton预存格式。Commun公司。数学。科学。,285-315 (2005) ·Zbl 1094.35074号 [25] Jin,S。;Wen,X.,具有部分透射和反射的几何光学Liouville方程的Hamilton预存格式。SIAM J.数字。分析。,1801-1828 (2006) ·Zbl 1128.35012号 [26] 低,G。;Wiebe,N.,交互图片中的哈密顿模拟(2018),arXiv预印本 [27] Jin,S。;刘,N。;Ma,C.,通过Schrödingersation对Maxwell方程的量子模拟(2023) [28] Berry,D.W。;Childs,A.M。;苏,Y。;王,X。;Wiebe,N.,《具有(l^1)范数标度的时间依赖哈密顿模拟》。量子,254(2020) [29] Jin,S。;刘,N。;Yu,Y.,通过非线性常微分方程和偏微分方程的线性表示进行量子算法的时间复杂性分析。J.计算。物理学。(2023) ·Zbl 07690222号 [30] Jin,S.,奇异系数双曲方程组的数值方法:良好平衡格式,哈密顿守恒及超越,93-104·Zbl 1186.65115号 [31] 文,X。;Jin,S.,分段常系数线性平流方程浸没界面迎风格式的收敛性I:\(L^1)-误差估计。J.计算。数学。,1-22 (2008) ·Zbl 1174.65031号 [32] 张,C。;Leveque,R.J.,不连续系数声波方程的浸没界面法。波浪运动,237-263(1997)·Zbl 0915.76084号 [33] Rubinshtein,L.,《Stefan问题》,第27卷(1971年),美国数学学会·Zbl 0219.35043号 [34] Engquist,B。;Runborg,O.,计算高频波传播。实际数字。,181-266 (2003) ·Zbl 1049.65098号 [35] Jin,S。;Osher,S.,计算拟线性双曲偏微分方程和Hamilton-Jacobi方程多值解的水平集方法。Commun公司。数学。科学。,575-591 (2003) ·邮编1090.35116 [36] Jin,S。;Wen,X.,局部波速不连续的几何光学Liouville方程的Hamilton预存格式。J.计算。物理。,672-697 (2006) ·邮编1093.78002 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。