摘要:近日,中國公司本源量子成功入圍歐洲空客公司主辦的量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽決賽,成為唯一晉級決賽的中國團(tuán)隊(duì)。該賽事面向全球量子計(jì)算團(tuán)隊(duì),旨在解決量子計(jì)算在航空航天領(lǐng)域的一系列應(yīng)用問題。其他四支決賽隊(duì)伍分別來自法國、德國、荷蘭等國家。
隨著經(jīng)典計(jì)算機(jī)逐漸接近其算力極限,量子計(jì)算有望為世人提供更高水平的計(jì)算能力。
作為先進(jìn)計(jì)算解決方案的活躍用戶,空中客車公司(后簡稱“空客公司”)一直在探索利用最前沿的計(jì)算方式解決航空航天工業(yè)的關(guān)鍵問題,并永久改變飛機(jī)的制造和飛行方式。
2019年1月,空客公司發(fā)起了全球量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽,邀請了全球36個(gè)量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)超過800位研究人員,與該公司聯(lián)手打造航空航天領(lǐng)域的量子時(shí)代。
此次空客量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽(AQCC)提出了從簡單的數(shù)學(xué)到飛行物理學(xué),五個(gè)不同類型的問題。包括飛機(jī)爬升優(yōu)化、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、用于求解偏微分方程的量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)翼設(shè)計(jì)優(yōu)化、飛機(jī)裝載優(yōu)化。
(飛行物理學(xué)是與飛機(jī)飛行有關(guān)的所有科學(xué)和工程方面的廣泛概念,是空客公司業(yè)務(wù)的核心。該主題幾乎影響飛機(jī)壽命的所有方面:從設(shè)計(jì)到運(yùn)行,從空中運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量到航空公司的收益流。在這一完整的生命周期內(nèi),存在許多計(jì)算難題。)
中國公司本源量子針對計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行科研攻關(guān),為飛機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供解決方案。飛機(jī)設(shè)計(jì)的效率在很大程度上取決于飛機(jī)的整體空氣動(dòng)力學(xué)形狀。該設(shè)計(jì)使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)進(jìn)行,演示飛機(jī)周圍的氣流行為,并揭示作用在飛機(jī)表面的空氣動(dòng)力。但是,準(zhǔn)確的CFD模擬是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的任務(wù)。這項(xiàng)挑戰(zhàn)旨在展示如何使用量子計(jì)算算法或以混合量子傳統(tǒng)方式運(yùn)行已建立的CFD仿真,以更快地解決問題,以及該算法如何根據(jù)包括計(jì)算資源在內(nèi)的問題復(fù)雜性進(jìn)行擴(kuò)展。
計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中十分重要。隨著網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量的增長,需要強(qiáng)大的計(jì)算資源。為此,本源量子團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)用于在量子計(jì)算機(jī)上求解CFD問題的算法。算法是有限體積法的量子版本(QFVM),也是一個(gè)迭代法,并且也可以在給定空間中模擬演化和穩(wěn)態(tài)。QFVM完全重現(xiàn)經(jīng)典CFD求解器的結(jié)果,輸入和輸出均為經(jīng)典數(shù)據(jù)。在QFVM中,每一步迭代均指數(shù)級快于相應(yīng)的經(jīng)典算法部分。這意味著量子計(jì)算機(jī)有計(jì)算更為復(fù)雜的CFD問題的潛力。不遠(yuǎn)的未來,量子計(jì)算機(jī)將會(huì)在一個(gè)更加復(fù)雜的CFD問題上展現(xiàn)其優(yōu)越性。
空客量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽解決了空客公司專家提出的航空航天物理問題,也為量子計(jì)算界提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì),用量子計(jì)算解決當(dāng)今世界上與飛行物理學(xué)相關(guān)的最困難和最復(fù)雜的問題,以測試和評估最新可用的計(jì)算能力,并進(jìn)一步推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)在航空航天領(lǐng)域落地應(yīng)用。本源量子作為國內(nèi)量子計(jì)算的龍頭企業(yè),有著深厚的技術(shù)積累與硬核的研發(fā)實(shí)力,正攜手相關(guān)行業(yè)伙伴,探索量子計(jì)算的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場景。今年9月,本源量子與建信金融科技達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議,推動(dòng)量子計(jì)算與金融產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。基于本源量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟OQIA的合作框架,本源量子還攜手瀚海博興、合肥大數(shù)據(jù)、哈工大機(jī)器人等多個(gè)行業(yè)伙伴,探索量子計(jì)算在生物醫(yī)藥、大數(shù)據(jù)與人工智能等十多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景。
量子計(jì)算技術(shù)的不斷突破與應(yīng)用場景的持續(xù)拓展說明,量子計(jì)算的未來并不遙遠(yuǎn)了。
公司簡介:
本源量子成立于2017年,國內(nèi)量子計(jì)算龍頭企業(yè),總部位于合肥高新區(qū),并在北京、上海、成都和深圳設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)技術(shù)起源于中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,以量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用為核心,專注量子計(jì)算全棧開發(fā),具備完全自主知識產(chǎn)權(quán),已自主研發(fā)出多種類量子計(jì)算軟、硬件產(chǎn)品,技術(shù)指標(biāo)國內(nèi)領(lǐng)先,申請專利達(dá)400余項(xiàng)。今年9月,本源量子已率先完成量子計(jì)算的科學(xué)研究到工程實(shí)現(xiàn)的第一目標(biāo),發(fā)布國產(chǎn)自主可控超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺,并向量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)落地的目標(biāo)邁進(jìn)。
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