本源悟空量子计算新突破流体动力学仿真创全球最大规模
【ITBEAR】在科技领域传来振奋人心的消息，计算流体动力学（CFD）作为航空航天、汽车工程及船舶设计等行业的核心技术，正迎来量子计算时代的革新。传统计算机在应对复杂CFD问题时显得力不从心，而量子计算的出现为这一难题提供了全新解决方案。
据悉，我国科学家在量子计算流体动力学（QCFD）领域取得重大突破，成功开发出新型QCFD方法，并在“本源悟空”量子计算机上实现了全球最大规模的QCFD仿真案例。这一成果标志着国产量子算力在解决实际问题上迈出了重要一步，相关研究已发表在国际权威期刊上。
“本源悟空”作为我国先进的超导量子计算机，自今年1月全球上线以来，已为来自133个国家的超1500万人次提供量子云服务，完成了27万个量子运算任务。此次QCFD方法的成功应用，进一步展示了其在复杂计算任务中的潜力。
该研究由陈昭昀副研究员及其团队主导，针对量子计算机上实现CFD仿真面临的量子噪声显著、比特资源不足等问题，研究团队提出了Iterative-QLS算法和稀疏层析方法，有效抑制了量子噪声的影响，并高效提取了量子信息。
在“悟空”号超导量子计算机上，研究团队成功模拟了二维Poiseuille流动，计算结果与理论解的相对误差低于0.2%，实现了在当前含噪量子计算机上的高精度流动模拟。研究团队还提出了Sub-QLS算法，进一步提升了量子计算机在模拟不同规模CFD问题上的灵活性。
基于Sub-QLS算法，研究人员在“悟空”号上模拟了网格规模为41×41的非定常声波传播问题，求解的线性方程组维度高达5043，这是迄今为止国际上采用量子计算的最大规模CFD案例。这一成果展示了量子计算机在进行大规模流体模拟方面的巨大潜力。
此次研究不仅为量子计算在CFD领域的应用提供了新思路，还为未来利用量子计算解决更复杂流动问题奠定了基础。随着量子计算技术的不断发展，有望在含噪中等规模量子（NISQ）阶段，利用量子计算解决目前由于算力不足而无法模拟的CFD问题。
