本申请提供一种基于LBM的量子流动模拟方法、装置、介质及设备，能够解决相关技术中经典LBM的计算量庞大的问题，提高了模拟方法模拟的雷诺数，拓宽了模拟方法实际应用范围。该方法包括：初始化流场信息；基于二维九速度离散模型使用四种量子比特编码流场信息和分布函数；基于编码后的流场信息，获取各离散速度方向上的一阶平衡态分布函数；执行碰撞操作；执行迁移操作；基于迁移操作后，更新流场信息；判断更新后的流场信息是否满足收敛条件；若否，对更新后的流场信息执行边界条件处理，并基于处理后的流场信息返回执行编码流场信息和分布函数的步骤，直至更新后的流场信息满足收敛条件，输出更新后的流场信息。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及量子设计领域，特别是涉及一种基于lbm的量子流动模拟方法、装置、介质及设备。
技术介绍
1、lbm(英文：lattice boltzmann method；中文：格子玻尔兹曼方法)是一种介观模拟方法，其核心为气体动理论基础方程——玻尔兹曼方程。其具体形式如下：
2、
3、其中f为粒子分布函数，与粒子空间位置r，速度ξ和时间t相关。方程第一项表征粒子分布函数随时间的演变，第二项表征粒子本身运动贡献，第三项表征外力贡献，第四项表征粒子相互碰撞的贡献。碰撞项的具体形式与选取的碰撞模型相关，一般称为碰撞积分项。碰撞积分项通常很复杂，给玻尔兹曼方程求解带来了极大的困难。
4、为了对玻尔兹曼方程进行数值求解，采用bhatnagar-gross-krook单松弛碰撞模型简化碰撞项，利用d2q9模型进行速度空间离散，对玻尔兹曼方程沿特征线积分后采用一阶矩形法逼近进行时间空间离散，并忽略外力项，得到lbm的离散控制方程如下：
5、碰撞过程：
6、
7、迁移过程：
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【技术保护点】
1.一种基于LBM的量子流动模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于D2Q9模型使用四种量子比特编码所述流场信息和分布函数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于编码后的所述流场信息，获取各离散速度方向上的一阶平衡态分布函数，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对辅助比特量子态为|01>上的离散速度方向控制比特进行量子门操作，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述一阶平衡态分布函数和编码后的分布函数，执行碰撞操作，包括：...
【技术特征摘要】
1.一种基于lbm的量子流动模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于d2q9模型使用四种量子比特编码所述流场信息和分布函数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于编码后的所述流场信息，获取各离散速度方向上的一阶平衡态分布函数，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对辅助比特量子态为|01>上的离散速度方向控制比特进行量子门操作，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述一阶平衡态分布函数和编码后的分布函数，执行碰撞操作，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于碰撞操作后，执行迁移操作，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按顺序对各自离散速度方向上的比特z和比特y进行量子门操作，包括：
8.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：马腾阳，李叶，窦猛汉，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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