二维声波方程的量子电路与张量网络实现
Quantum Circuit and Tensor Network Implementation of the 2D Acoustic Wave Equation
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中文总结 AI 辅助
该研究提出了结合量子计算与经典张量网络的统一框架，实现二维声波方程的量子电路及MPS表示，通过Marmousi模型验证MPS可用于大规模地震波场的确定性模拟与扩展。
中文摘要 AI 辅助
我们提出了一个利用量子计算范式及其经典张量网络等价物模拟地震波传播的统一框架。详细阐述了基于量子电路的二维声波方程显式有限差分时域（FDTD）解法的公式，并将该量子架构映射为张量链表示，即矩阵乘积态（MPS）。该MPS求解器可在经典高性能计算系统上确定性模拟大规模波场动力学。我们通过在Marmousi模型上计算二维地震波场验证了MPS表示，结果表明MPS表示是计算和扩展波场传播的可行方向。
英文摘要
We present a cohesive framework for simulating seismic wave propagation utilizing quantum computing paradigms and their classical tensor network equivalents. We detail a quantum circuit-based formulation for the explicit finite-difference time-domain (FDTD) solution of the two-dimensional acoustic wave equation and map this quantum architecture onto a tensor train representation, namely for Matrix Product State (MPS). The MPS solver enables deterministic simulation of large-scale wavefield dynamics on classical high-performance computing systems. We demonstrate the MPS representation by computing 2D seismic wavefields on the Marmousi model. Our results indicate that the MPS representation is a viable direction for computing and scaling wavefield propagation.
发表机构
- WaveRunr
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