量子計(jì)算有望提升飛機(jī)設(shè)計(jì)效率！中國(guó)公司入圍空客量子計(jì)算全球挑戰(zhàn)賽決賽

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(jiǎn)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(qǐng)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(jiǎn)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(guó)公司本源量子針對(duì)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(zhǎng)，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(jí)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(cè)試和評(píng)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(guó)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(chǎng)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?；诒驹戳孔佑?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(chǎng)景。

量子計(jì)算技術(shù)的不斷突破與應(yīng)用場(chǎng)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(jiǎn)介：

本源量子成立于2017年，國(guó)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(shí)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(guó)內(nèi)領(lǐng)先，申請(qǐng)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(guó)產(chǎn)自主可控超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)，并向量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)落地的目標(biāo)邁進(jìn)。