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講演抄録/キーワード
講演名 2019-11-18 13:50
[ポスター講演]格子ボルツマン法における衝突ステップのための量子アルゴリズム
大森 遼中西佑児田中昌弘高根沢 悟ダイキン工業
抄録 (和) 数値流体力学(CFD)の手法の1つである格子ボルツマン法(LBM)に基づく流体シミュレーションを実現する量子アルゴリズムを開発した。LBMは時間や空間だけでなく粒子の速度も離散化し、特定の離散化速度を持つ粒子のアンサンブル平均(分布関数と呼ぶ)を時間発展させることで流体の運動を予測する手法である。分布関数の時間発展は離散化速度に基づく並進と、各格子点で速度分布の変化をもたらす粒子間の衝突という2つのステップを順に繰り返すことで実現される。分布関数の並進を実現するアルゴリズムが既に開発されているが、本研究では衝突ステップを近似的に実現するアルゴリズムを開発した。また障害物の影響によって速度反転が生じる格子点と、衝突による速度分布変化が生じる格子点を分割することで、開発した衝突アルゴリズムを既存の並進アルゴリズムに組み込むことに成功した。さらに開発したアルゴリズムを量子回路シミュレータ上で実装・実行し、シミュレーション結果に衝突過程の効果が現れていることを確認した。 
(英) A quantum algorithm which simulates fluid flows based on the lattice Boltzmann method (LBM) is developed. LBM is the method to predict fluid flows by discretizing not only the time and space but also the velocity of the particles and temporally developing the ensemble average of the particles with a certain discretized velocity, which is called the distribution function. The time evolution of the distribution function consists of the streaming steps based on the discretized velocity, the collision steps between particles which changes the velocity distribution on each lattie point. While the algorithm for the streaming steps has been already proposed, the algorithm approximately realizing the collision steps are developed in this reseach. Furthermore, by dividing lattice points into points where velocity reversal occurs due to obstacles and points where velocity distribution changes due to collision, the developed collision algorithm is added to the existing streaming algorithm. The developed algorithm is implemented and calculated on the quantum circuit simulator, and it is revealed that the result contains the effect of the collision steps.
キーワード (和) 量子アルゴリズム / 数値流体力学 / 格子ボルツマン法 / / / / /  
(英) quantum algorithm / computational fluid dynamics / lattice Boltzmann method / / / / /  
文献情報 信学技報
資料番号  
発行日  
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
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研究会情報
研究会 QIT  
開催期間 2019-11-18 - 2019-11-19 
開催地(和) 学習院大学 
開催地(英) Gakushuin University 
テーマ(和) 量子情報, 一般 
テーマ(英) Quantum Information 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 QIT 
会議コード 2019-11-QIT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 格子ボルツマン法における衝突ステップのための量子アルゴリズム 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Quantum algorithm for collision steps in lattice Boltzmann method 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 量子アルゴリズム / quantum algorithm  
キーワード(2)(和/英) 数値流体力学 / computational fluid dynamics  
キーワード(3)(和/英) 格子ボルツマン法 / lattice Boltzmann method  
キーワード(4)(和/英) /  
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キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 大森 遼 / Ryo Omori / オオモリ リョウ
第1著者 所属(和/英) ダイキン工業株式会社 (略称: ダイキン工業)
Daikin Industries, LTD. (略称: Daikin)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 中西 佑児 / Yuji Nakanishi / ナカニシ ユウジ
第2著者 所属(和/英) ダイキン工業株式会社 (略称: ダイキン工業)
Daikin Industries, LTD. (略称: Daikin)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 田中 昌弘 / Masahiro Tanaka / タナカ マサヒロ
第3著者 所属(和/英) ダイキン工業株式会社 (略称: ダイキン工業)
Daikin Industries, LTD. (略称: Daikin)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 高根沢 悟 / Satoru Takanezawa / タカネザワ サトル
第4著者 所属(和/英) ダイキン工業株式会社 (略称: ダイキン工業)
Daikin Industries, LTD. (略称: Daikin)
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講演者
発表日時 2019-11-18 13:50:00 
発表時間 120 
申込先研究会 QIT 
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