“本源悟空”量子计算机助力航空航天创新

“本源悟空”量子计算机助力航空航天创新

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网易

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来源

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10月25日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，我国科学家在中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上，成功完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真，标志着国产量子算力在解决实际问题方面取得重要进展。相关成果发表在国际期刊《应用力学与工程中的计算机方法》上。

这一突破不仅展示了中国在量子计算领域的技术实力，更为航空航天领域的创新发展注入了新的动力。那么，“本源悟空”究竟有何独特之处？这一突破又将如何改变未来的航空航天设计？

“本源悟空”是中国第三代自主超导量子计算机，搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，共有198个量子比特，其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特。其实际运行状态下的量子比特弛豫时间T1大于等于15.3微秒，退相干时间T2大于等于2.25微秒。这些参数意味着“本源悟空”具有极高的算力和稳定性，能够处理大规模的复杂计算任务。

计算流体动力学是航空航天设计中的关键环节，广泛应用于飞行器、汽车及船舶的外形设计。然而，传统计算机在处理大规模、高精度的流体动力学仿真时，往往面临算力不足的瓶颈。量子计算的出现，为这一难题提供了新的解决方案。

“本源悟空”成功完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真，这一突破具有重要意义。量子计算能够显著加速流体动力学仿真过程，从而大幅缩短研发周期并节省经费。这对于航空航天领域来说，意味着可以更快地进行设计验证，降低研发成本，提高整体效率。

这一技术突破将为航空航天设计带来深远影响。首先，量子计算的高效算力将使工程师能够进行更复杂、更精细的设计优化。例如，在飞机设计中，通过精确模拟气流与机体的相互作用，可以优化机翼形状，提高燃油效率，减少空气阻力。

其次，量子计算能够加速新材料的研发。在航空航天领域，新材料的开发对于减轻重量、提高耐久性至关重要。通过量子计算模拟材料的微观结构和性能，可以更快地发现和设计新型材料，推动航空航天器的轻量化和高性能化。

此外，量子计算还能优化飞行器的控制系统。通过模拟复杂的飞行环境和控制算法，可以开发出更智能、更安全的自动驾驶系统，提高飞行器的操控性能和安全性。

在量子计算领域，国际竞争日益激烈。美国、欧洲、日本等国家和地区都在积极布局量子计算技术。然而，中国在这一领域的进展令人瞩目。以“本源悟空”为代表的中国量子计算机不仅在技术上取得了突破，还在实际应用中展现了强大的实力。

这一突破不仅展示了中国在量子计算领域的技术实力，更为航空航天领域的创新发展注入了新的动力。随着量子计算技术的不断发展，我们有望见证更轻、更快、成本更低的航天器和飞行器问世，带来前所未有的旅行体验和科学探索。