來源：安徽財(cái)經(jīng)網(wǎng)

市場(chǎng)星報(bào)、安徽財(cái)經(jīng)網(wǎng)(www.ahcaijing.com)、掌中安徽訊((張夢(mèng)怡 楊夏))近日，國(guó)內(nèi)量子計(jì)算龍頭企業(yè)本源量子正式發(fā)布軟件“本源量禹”(OriginQ QCFD)，這也是國(guó)內(nèi)首款量子計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件。據(jù)悉，該軟件基于量子有限體積法，能實(shí)現(xiàn)對(duì)CFD仿真計(jì)算的亞線性加速。通過該軟件，用戶可以更高效模擬風(fēng)洞試驗(yàn)。未來，量子計(jì)算流體力學(xué)可應(yīng)用于航空航天、導(dǎo)彈、潛艇、航母、天氣預(yù)報(bào)等多個(gè)領(lǐng)域。以航天航空為例，量子計(jì)算一旦賦能流體力學(xué)，便可助力制造出更節(jié)能的飛機(jī)，降低航旅的碳排放量，從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的積極影響。

傳統(tǒng)計(jì)算的流體力學(xué)耗時(shí)太長(zhǎng)，“本源量禹”應(yīng)運(yùn)而生

傳統(tǒng)CFD的主要離散方法有：有限差分、有限元以及有限體積法等。其中有限體積法由于其良好的守恒性和網(wǎng)格適應(yīng)性，常用于商業(yè)軟件及開源軟件中。但在上述方法中，往往避免不了由于網(wǎng)格數(shù)增加帶來的計(jì)算資源和計(jì)算時(shí)間的大幅消耗。本源量子與中科大聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在今年2月提出的可支持經(jīng)典數(shù)據(jù)輸入和輸出的量子有限體積法就是為了解決上述問題，該方法運(yùn)用量子線性求解器作為子過程，并結(jié)合自主設(shè)計(jì)的量子隨機(jī)存儲(chǔ)器( QRAM )和量子數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將經(jīng)典算法的線性復(fù)雜度降低到亞線性?！氨驹戳坑怼闭腔诖吮婚_發(fā)出來。

本源量禹使用量子線性求解器代替了傳統(tǒng)的求解器，基于量子虛擬機(jī)運(yùn)行(未來可直接對(duì)接真實(shí)量子計(jì)算機(jī))，從理論上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CFD仿真計(jì)算的亞線性加速。量子線性求解器包括HHL和FOM-HHL算法，為降低系數(shù)矩陣的條件數(shù)加速計(jì)算速度，提供了包括靜態(tài)稀疏近似逆等多種預(yù)處理器；本源量禹適用于不可壓縮流動(dòng)和可壓縮流動(dòng)的求解，定常和非定常流動(dòng)的求解。

飛機(jī)、導(dǎo)彈、潛艇、航母、天氣預(yù)報(bào)都需要流體力學(xué)

相較于傳統(tǒng)計(jì)算，量子計(jì)算其最大的優(yōu)勢(shì)就在于，一個(gè)量子不僅能表示0或1，還可以表示0和1的疊加，因此算力會(huì)隨著量子比特數(shù)的增加呈指數(shù)式增長(zhǎng)。計(jì)算流體力學(xué) (CFD) 是流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相融合的一門新興交叉學(xué)科，它從計(jì)算方法出發(fā)，利用計(jì)算機(jī)快速的計(jì)算能力得到流體控制方程的近似解。流體力學(xué)在航空航天、熱能動(dòng)力、水利工程、土木工程、環(huán)境工程、食品工程、海洋工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

但問題就在于，CFD計(jì)算非常耗時(shí)，運(yùn)行成本高，且模擬過程效率低。在航天領(lǐng)域，為了更有效地模擬機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的氣流，傳統(tǒng)的CFD計(jì)算會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)量子計(jì)算技術(shù)在解決某些特定問題時(shí)，有著較強(qiáng)的計(jì)算能力，進(jìn)而積極探索，以期制造出更節(jié)能的飛機(jī)，降低航旅的碳排放量，從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的積極影響。

近年來從微軟研究院，到NASA，Airbus，國(guó)際知名團(tuán)隊(duì)都在嘗試做更加“接地氣”的研究。2019年，Airbus舉辦了首屆量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽(Airbus Quantum Computing Challenge)，本源量子有幸被邀請(qǐng)參賽并獲得量子計(jì)算流體動(dòng)力項(xiàng)目單項(xiàng)冠軍。此次誕生的“本源量禹”也是在這次大賽的基礎(chǔ)上，研發(fā)出的應(yīng)用軟件。

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