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量子计算有望提升飞机设计效率!中国公司入围空客量子计算全球挑战赛决赛

2020-10-14 09:05:30   来源:投资家网专栏  作者:中科创星 

摘要:近日,中国公司本源量子成功入围欧洲空客公司主办的量子计算挑战赛决赛,成为唯一晋级决赛的中国团队。该赛事面向全球量子计算团队,旨在解决量子计算在航空航天领域的一系列应用问题。其他四支决赛队伍分别来自法国、德国、荷兰等国家。

随着经典计算机逐渐接近其算力极限,量子计算有望为世人提供更高水平的计算能力。

作为先进计算解决方案的活跃用户,空中客车公司(后简称“空客公司”)一直在探索利用最前沿的计算方式解决航空航天工业的关键问题,并永久改变飞机的制造和飞行方式。

20191月,空客公司发起了全球量子计算挑战赛,邀请了全球36个量子计算团队超过800位研究人员,与该公司联手打造航空航天领域的量子时代。

 

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此次空客量子计算挑战赛(AQCC)提出了从简单的数学到飞行物理学,五个不同类型的问题。包括飞机爬升优化、计算流体动力学、用于求解偏微分方程的量子神经网络、机翼设计优化、飞机装载优化。

(飞行物理学是与飞机飞行有关的所有科学和工程方面的广泛概念,是空客公司业务的核心。该主题几乎影响飞机寿命的所有方面:从设计到运行,从空中运动的质量到航空公司的收益流。在这一完整的生命周期内,存在许多计算难题。)

 

中国公司本源量子针对计算流体动力学问题进行科研攻关,为飞机的设计和优化提供解决方案。飞机设计的效率在很大程度上取决于飞机的整体空气动力学形状。该设计使用计算流体动力学(CFD)进行,演示飞机周围的气流行为,并揭示作用在飞机表面的空气动力。但是,准确的CFD模拟是一项耗时耗力的任务。这项挑战旨在展示如何使用量子计算算法或以混合量子传统方式运行已建立的CFD仿真,以更快地解决问题,以及该算法如何根据包括计算资源在内的问题复杂性进行扩展。

计算流体动力学(CFD)在飞机设计中十分重要。随着网格点数量的增长,需要强大的计算资源。为此,本源量子团队构建了一个用于在量子计算机上求解CFD问题的算法。算法是有限体积法的量子版本(QFVM),也是一个迭代法,并且也可以在给定空间中模拟演化和稳态。QFVM完全重现经典CFD求解器的结果,输入和输出均为经典数据。在QFVM中,每一步迭代均指数级快于相应的经典算法部分。这意味着量子计算机有计算更为复杂的CFD问题的潜力。不远的未来,量子计算机将会在一个更加复杂的CFD问题上展现其优越性。

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空客量子计算挑战赛解决了空客公司专家提出的航空航天物理问题,也为量子计算界提供了一个难得的机会,用量子计算解决当今世界上与飞行物理学相关的最困难和最复杂的问题,以测试和评估最新可用的计算能力,并进一步推动量子计算技术在航空航天领域落地应用。本源量子作为国内量子计算的龙头企业,有着深厚的技术积累与硬核的研发实力,正携手相关行业伙伴,探索量子计算的现实应用场景。今年9月,本源量子与建信金融科技达成战略合作协议,推动量子计算与金融产业的协同发展。基于本源量子计算产业联盟OQIA的合作框架,本源量子还携手瀚海博兴、合肥大数据、哈工大机器人等多个行业伙伴,探索量子计算在生物医药、大数据与人工智能等十多个领域的应用场景。

 

量子计算技术的不断突破与应用场景的持续拓展说明,量子计算的未来并不遥远了。

 

公司简介:

本源量子成立于2017年,国内量子计算龙头企业,总部位于合肥高新区,并在北京、上海、成都和深圳设有分支机构。团队技术起源于中科院量子信息重点实验室,以量子计算机的研发、推广和应用为核心,专注量子计算全栈开发,具备完全自主知识产权,已自主研发出多种类量子计算软、硬件产品,技术指标国内领先,申请专利达400余项。今年9月,本源量子已率先完成量子计算的科学研究到工程实现的第一目标,发布国产自主可控超导量子计算云平台,并向量子计算产业落地的目标迈进。

 


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