Quantum Computational Fluid Dynamics

Informations projet

QCFD

N° de convention de subvention: 101080085

DOI

10.3030/101080085

Date de signature de la CE 19 Août 2022

Date de début 1 Novembre 2022

Date de fin 31 Octobre 2026

Financé au titre de

• Digital, Industry and Space

Coût total

€ 4 935 146,25

Contribution de l’UE

€ 4 935 143,25

Coordonné par

UNIVERSITY OF HAMBURG
Germany

CORDIS fournit des liens vers les livrables publics et les publications des projets HORIZON.

Les liens vers les livrables et les publications des projets du 7e PC, ainsi que les liens vers certains types de résultats spécifiques tels que les jeux de données et les logiciels, sont récupérés dynamiquement sur OpenAIRE .

Livrables

Documents, reports (5)

Dissemination, exploitation and communication plan (final update)

A plan for dissemination and exploitation including communication activities, final update. Delivery month 36.

Dissemination, exploitation and communication plan (second update)

A plan for dissemination and exploitation including communication activities, second update. Delivery month 24.

Scaling and memory requirements

Report on the scaling and memory requirements of platform independent QCFD algorithms. Delivery month 36.

Dissemination, exploitation and communication plan (first update)

A plan for dissemination and exploitation including communication activities, first update. Delivery month 12

Dissemination, exploitation and communication plan

A plan for dissemination and exploitation including communication activities. Delivery month 6.

Data Management Plan (1)

Data Management plan

A DMP for simulation data and quantum software created during the project.

Data sets, microdata, etc (4)

Core flagship QCFD set

A core set QCFD examples and solutions for comparison with benchmark CFD solutions provided in work package 1. Delivery month 27.

Core benchmark CFD set

A core set of benchmark CFD examples and solutions for comparison with solutions obtained by QCFD algorithms. Delivery month 18.

Core tensor network QCFD set

A core set of tensor network examples and solutions for comparison with benchmark CFD solutions from work package 1. Delivery month 21.

Core gate-level QCFD set

A core set of gate-level simulation examples and solutions for comparison with small benchmark CFD solutions of work package 1. Delivery month 24.

Publications

Peer reviewed articles (27)

Efficient estimation and sequential optimization of cost functions in variational quantum algorithms

Auteurs: Muhammad Umer, Eleftherios Mastorakis, Dimitris G Angelakis
Publié dans: Quantum Science and Technology, Numéro 10, 2025, ISSN 2058-9565
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2058-9565/ADD55E

Reinforcement learning pulses for transmon qubit entangling gates

Auteurs: H. N.Nguyen, F. Motzoi, M. Metcalf, K. B. Whaley, M. Bukov, M. Schmitt
Publié dans: Machine Learning: Science and Technology, 2023, ISSN 2632-2153
Éditeur: IOP Science
DOI: 10.1088/2632-2153/ad4f4d

Probing the limits of variational quantum algorithms for nonlinear ground states on real quantum hardware: The effects of noise

Auteurs: Muhammad Umer, Eleftherios Mastorakis, Sofia Evangelou, Dimitris G. Angelakis
Publié dans: Physical Review A, Numéro 111, 2025, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/PHYSREVA.111.012626

Self-adaptive physics-informed quantum machine learning for solving differential equations

Auteurs: Abhishek Setty, Rasul Abdusalamov, Felix Motzoi
Publié dans: Machine Learning: Science and Technology, Numéro 6, 2025, ISSN 2632-2153
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/ADA3AB

Tensor-programmable quantum circuits for solving differential equations

Auteurs: Pia Siegl, Greta Sophie Reese, Tomohiro Hashizume, Nis-Luca van Hülst, Dieter Jaksch
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 8, 2026, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/2QZH-YF49

Tensor network reduced order models for wall-bounded flows

Auteurs: M. Kiffner, D.Jaksch
Publié dans: PHYSICAL REVIEW FLUIDS, 2023, ISSN 2469-990X
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevFluids.8.124101

Tensor networks enable the calculation of turbulence probability distributions

Auteurs: Nikita Gourianov, Peyman Givi, Dieter Jaksch, Stephen B. Pope
Publié dans: Science Advances, Numéro 11, 2025, ISSN 2375-2548
Éditeur: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI: 10.1126/sciadv.ads5990

Hamiltonian and Liouvillian learning in weakly-dissipative quantum many-body systems

Auteurs: Tobias Olsacher, Tristan Kraft, Christian Kokail, Barbara Kraus, Peter Zoller
Publié dans: Quantum Science and Technology, Numéro 10, 2025, ISSN 2058-9565
Éditeur: Quantum Science and Technology
DOI: 10.1088/2058-9565/AD9ED5

Landscape approximation of low-energy solutions to binary optimization problems

Auteurs: B.Y. L. Tan, B.Y.Gan, D. Leykam, and D. G. Angelakis
Publié dans: Physical Review A, 2024, ISSN 2469-9934
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevA.109.012433

Fast neutral-atom transport and transfer between optical tweezers

Auteurs: Cristina Cicali, Martino Calzavara, Eloisa Cuestas, Tommaso Calarco, Robert Zeier, Felix Motzoi
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 24, 2025, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/7R3W-8M61

Experimental error suppression in Cross-Resonance gates via multi-derivative pulse shaping

Auteurs: Boxi Li, Tommaso Calarco, Felix Motzoi
Publié dans: npj Quantum Information, Numéro 10, 2024, ISSN 2056-6387
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41534-024-00863-4

Element-wise Multiplication of Tensor Trains

Auteurs: Alexios A. Michailidis, Christian Fenton, Martin Kiffner
Publié dans: SIAM Journal on Scientific Computing, Numéro 47, 2025, ISSN 1064-8275
Éditeur: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1714149

Gate-set evaluation metrics for closed-loop optimal control on nitrogen-vacancy center ensembles in diamond

Auteurs: Philipp J. Vetter, Thomas Reisser, Maximilian G. Hirsch, Tommaso Calarco, Felix Motzoi, Fedor Jelezko, Matthias M. Müller
Publié dans: npj Quantum Information, Numéro 10, 2024, ISSN 2056-6387
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41534-024-00893-Y

Quantum Information Perspective on Many-Body Dispersive Forces

Auteurs: Christopher Willby, Martin Kiffner, Joseph Tindall, Jason Crain, Dieter Jaksch
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 135, 2024, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/F7YF-MXD5

Correction Formulas for the Mølmer-Sørensen Gate Under Strong Driving

Auteurs: Susanna Kirchhoff, Frank K. Wilhelm, Felix Motzoi
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 6, 2025, ISSN 2691-3399
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/PRXQUANTUM.6.010328

Hybrid discrete-continuous compilation of trapped-ion quantum circuits with deep reinforcement learning

Auteurs: F. Preti, M. Schilling, S.Jerbi, L. M. Trenkwalder, H.P. Nautrup, F. Motzoi, H. J. Briegel
Publié dans: Quantum 8, 2024, ISSN 2521-327X
Éditeur: Quantum
DOI: 10.22331/q-2024-05-14-1343

Gaining confidence on the correct realization of arbitrary quantum computations

Auteurs: Jose Carrasco, Marc Langer, Antoine Neven, Barbara Kraus
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/PHYSREVRESEARCH.6.L032074

Shallow quantum circuits for efficient preparation of Slater determinants and correlated states on a quantum computer

Auteurs: C. H. Chee, D. Leykam, A.M. Mak , D.G. Angelakis
Publié dans: Physical Review A, 2023, ISSN 2469-9934
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevA.108.022416

Universal Pulses for Superconducting Qudit Ladder Gates

Auteurs: Boxi Li, F.A. Cárdenas-López, Adrian Lupascu, Felix Motzoi
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 6, 2025, ISSN 2691-3399
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/9DXW-4C7Y

Unsupervised learning of quantum many-body scars using intrinsic dimension

Auteurs: Harvey Cao, Dimitris G Angelakis, Daniel Leykam
Publié dans: Machine Learning: Science and Technology, Numéro 5, 2024, ISSN 2632-2153
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/AD4D3F

Quantum algorithms for cooling: A simple case study

Auteurs: Daniel Molpeceres, Sirui Lu, J. Ignacio Cirac, Barbara Kraus
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 7, 2025, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/4HX7-XNHW

Variational Quantum Algorithms for Computational Fluid Dynamics

Auteurs: D. Jaksch, P. Givi, A.J. Daley, T. Rung
Publié dans: AIAA Journal, 2023, ISSN 1533-385X
Éditeur: American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.
DOI: 10.2514/1.J062426

Toward Variational Quantum Algorithms for Generalized Linear and Nonlinear Transport Phenomena

Auteurs: Sergio Bengoechea, Paul Over, Dieter Jaksch, Thomas Rung
Publié dans: AIAA Journal, 2025, ISSN 0001-1452
Éditeur: American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
DOI: 10.2514/1.J065582

Boundary treatment for variational quantum simulations of partial differential equations on quantum computers

Auteurs: Paul Over, Sergio Bengoechea, Thomas Rung, Francesco Clerici, Leonardo Scandurra, Eugene de Villiers, Dieter Jaksch
Publié dans: Computers & Fluids, Numéro 288, 2025, ISSN 0045-7930
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.COMPFLUID.2024.106508

Quantum algorithm for the advection-diffusion equation by direct block encoding of the time-marching operator

Auteurs: Paul Over, Sergio Bengoechea, Peter Brearley, Sylvain Laizet, Thomas Rung
Publié dans: Physical Review A, Numéro 112, 2025, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/D8HB-FV93

Dynamical quantum phase transitions on random networks

Auteurs: Tomohiro Hashizume, Felix Herbort, Joseph Tindall, Dieter Jaksch
Publié dans: New Journal of Physics, Numéro 27, 2025, ISSN 1367-2630
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/ADE07B

Partitioned Quantum Subspace Expansion

Auteurs: T. O’Leary, L. W. Anderson, D. Jaksch, M.Kiffner
Publié dans: Quantum, 2025, ISSN 2521-327X
Éditeur: Quantum
DOI: 10.22331/Q-2025-05-05-1726

Other (13)

Disentangling strategies and entanglement transitions in unitary circuit games with matchgates

Auteurs: Raúl Morral-Yepes, Marc Langer, Adam Gammon-Smith, Barbara Kraus, Frank Pollmann
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.05055

Real-time adaptive quantum error correction by model-free multi-agent learning

Auteurs: Manuel Guatto, Francesco Preti, Michael Schilling, Tommaso Calarco, Francisco Andrés Cárdenas-López, Felix Motzoi
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: ARXIV
DOI: 10.48550/ARXIV.2509.03974

An Information-Minimal Geometry for Qubit-Efficient Optimization

Auteurs: Gordon Man, Dimitris G. Angelakis
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Arxiv.org
DOI: 10.48550/ARXIV.2511.08362

Classical feature map surrogates and metrics for quantum control landscapes

Auteurs: Martino Calzavara, Tommaso Calarco, Felix Motzoi
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: ARXIV
DOI: 10.48550/ARXIV.2509.25930

Resource-Efficient Hadamard Test Circuits for Nonlinear Dynamics on a Trapped-Ion Quantum Computer

Auteurs: "Eleftherios Mastorakis, Muhammad Umer, Milena Guevara-Bertsch, Juris Ulmanis, Felix Rohde and Dimitris G. Angelakis """
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: ARXIV
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.19250

Quantum-Inspired Tensor-Network Fractional-Step Method for Incompressible Flow in Curvilinear Coordinates

Auteurs: Nis-Luca van Hülst, Pia Siegl, Paul Over, Sergio Bengoechea, Tomohiro Hashizume, Mario Guillaume Cecile, Thomas Rung, Dieter Jaksch
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.05222

Gradients, parallelism, and variance of quantum estimates

Auteurs: Francesco Preti, Michael Schilling, József Zsolt Bernád, Tommaso Calarco, Francisco Cárdenas-López, Felix Motzoi
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: ARXIV
DOI: 10.48550/ARXIV.2509.11214

Quantum time-marching algorithms for solving linear transport problems including boundary conditions

Auteurs: Sergio Bengoechea, Paul Over, Thomas Rung
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Arxiv.org
DOI: 10.48550/ARXIV.2511.04271

Matrix Product State Simulation of Reacting Shear Flows

Auteurs: Robert Pinkston, Nikita Gourianov, Hirad Alipanah, Peyman Givi, Dieter Jaksch, Juan Jose Mendoza-Arenas
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Arxiv.org
DOI: 10.48550/ARXIV.2512.13661

Symplectic Optimization on Gaussian States

Auteurs: Christopher Willby, Tomohiro Hashizume, Jason Crain, Dieter Jaksch
Publié dans: 2026, ISSN 2331-8422
Éditeur: Arxiv.org
DOI: 10.48550/ARXIV.2601.20832

Dispersive Qubit Readout with Intrinsic Resonator Reset

Auteurs: M. Jerger, F. Motzoi, Y. Gao, C. Dickel, L. Buchmann, A. Bengtsson, G. Tancredi, Ch. Warren, J. Bylander, D. DiVincenzo, R. Barends, P. A. Bushev
Publié dans: 2024, ISSN 2331-8422
Éditeur: arXiv.org
DOI: 10.48550/arXiv.2406.04891

Block Encoding of Sparse Matrices via Coherent Permutation

Auteurs: Abhishek Setty
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: ARXIV
DOI: 10.48550/ARXIV.2508.21667

Depth Optimization of Ansatz Circuits for Variational Quantum Algorithms

Auteurs: Spyros Tserkis, Muhammad Umer, Dimitris G. Angelakis
Publié dans: 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Arxiv.org
DOI: 10.48550/ARXIV.2511.13256