电磁波是所有等离子体(实验室聚变等离子体或天体物理等离子体)的固有组成部分。研究电磁波特性的传统方法依赖于适合在当今经典计算机上实现的麦克斯韦方程的离散化。传统方法对于量子计算实现并不有效——量子计算是一种未来的计算资源,它提供了极快的速度和显著降低计算成本的诱人可能性。本文讨论了与在量子计算机上实现麦克斯韦方程相关的两个主题。第一个主题是制定麦克斯韦方程的量子薛定谔表示,用于在冷、非均匀和磁化等离子体中传播波。这种表示允许幺正、能量守恒、演化,并且很方便地适用于量子计算机的适当离散化。借助这些结果,第二个主题是开发一系列幺正算子,这些算子构成了量子比特格子算法 (QLA) 的基础。 QLA 适用于量子计算机,可在现有的经典计算机上实施和测试,以保证准确性以及计算时间随可用处理器数量的缩放。为了说明麦克斯韦方程的 QLA,我们给出了电磁波包在空间中局部非色散介电介质中传播和散射的时间演化全波模拟结果。
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