CN119476128A 一种基于格子玻尔兹曼方法的量子计算流体动力学模拟方法 （汕头大学）

一种基于格子玻尔兹曼方法的量子计算流本发明公开了一种基于格子玻尔兹曼方法通过利用Chapman_Enskog理论和Maxwell平衡态函数推导得到的含有可调松弛参数的非平衡修特性使其能够通过量子逻辑门对希尔伯特空间2建流函数外力的第一量子线路、以及计算涡函数的第二量子线路和模块化的第三量子线S3：初始化所需的量子寄存器和辅助量子寄存器、3。根据所述左移门和右移门的定义构建rshift函数和lshift函数，利,是涡函数的平衡分布函数，a(r,t)是该位置涡函数，其中是权重系数,是r时刻t，概率分布函数fa表示为平衡态分布函数和非平衡态分布函数之和：;;r是松弛参数，;对于任意两个相邻对角元素的相位差，提取出相位差和剩余相位，将4;5性碰撞项必须要通过线性化处理，以满足量子计算中对矩阵运算的幺正性需求。而目前的对离散速度模型降低了要求，且没有解决非线性碰撞项的问题，因此只限于低雷诺数流动问题模拟。解决非线性碰撞项问题，且只限于简单的一维和二维的低雷诺数流动模拟分析现状的缺6和。义格子玻尔兹曼方法中D2Q5模型的四个方向，控制状态为特定的4位二进制字符串，1：7,是涡函数的平衡分布函数，a(r,t)是该位置涡函数，其中是权重系数,概率分布函数fa表示为平衡态分布函数和非平衡态分布函数之和：;;I为单位矩阵；[0014]其中，所述S4中还包括步骤：将分布函数作为参数输入基于qiskit库中的;对对角矩阵量子门进行逐层归约，每次操作后将矩阵的下一层传递给更高层操作;8,问题提供高效灵活的解决方案。[0024]本发明实施例的一种基于格子玻尔兹曼方法的量子计算流体动力学模拟方法在块化添加的第三量子线路，第一量子线路为流函数_外力电路，第二量子线路为涡函数电9[0029]通过上述公式，将矩阵A分为了两个酉矩阵，分别是tophalf(A)和bottomhalf和和[0034]使用上述矩阵来模拟格子模型的左右迁移，用左右矩阵[0036]左移操作在量子电路中表现为对每一位量子比特进行控制条件的操作，具体如l)→,SX)，x是此时输入状态，i表示一个量子比特的索引，数和外力项的格子玻尔兹曼方程在量子线路中根据该理论去构建相位门，来模拟LBM方法。4:0100。再具体应用这些移位操作到特定的量子比特。最后添加量子计算库qiskit中的;函数fa可以表示为平衡态分布函数和非平衡态分布函数之和：;;;;[0047]在电路中采用基于Qiskit的对角矩阵类（Diagonalgate对角矩阵在量子计算[0048]将对角矩阵量子门分解为一系列可实现的量子逻辑门（例如Rz门和受控旋转;由于在对角矩阵类中存在多个这样的门，接下来对对角矩阵量子门进行逐层归[0050]将前面步骤构造的分布函数定义为Adiag对角矩阵，作为参数输入Diagonalgate[0051]根据步骤1的非酉矩阵转换，将目前的对对角矩阵[0052]根据步骤1，将目前的对角矩阵A转换为B分布函数也采用步骤4中计算分布函数相同的计算方法，温度电路作为模块添加进主函数,[0058]得到将步骤6计算的边界值应用到涡量场边界，到这一步完整构建了流函数外力