AI与量子技术:航空航天的未来引擎
AI与量子技术:航空航天的未来引擎
2024年10月,中国科学家在“本源悟空”量子计算机上完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真,这一突破性成果标志着量子计算在航空航天领域的应用迈出了重要一步。随着人工智能(AI)和量子技术的快速发展,这两项前沿科技正在以前所未有的方式改变着航空航天的未来。
AI驱动的航空航天革新
在航空发动机领域,AI技术正以前所未有的速度推动着设计和制造的革新。以GE航空航天公司的数字线程设计(DT4D)工具为例,该工具通过将工作流程知识与空气动力学、热力学等数据相结合,纳入AI驱动的神经网络,能够几乎即时地完成需要在1000个计算机处理器上进行10000年的超级计算。这不仅将产品设计时间缩短了一半,还使特定工业组件的设计迭代次数增加了数百万次。
在太空探索领域,AI的应用更是无处不在。美国宇航局(NASA)的火星毅力号探测器就搭载了多项AI系统,实现了自主导航和实时决策。其增强型自动导航系统和MLNav(机器学习导航)工具,使得探测器能够在复杂地形中自主规划路径,大大提高了探索效率。
量子技术开启新纪元
量子技术,尤其是量子传感和量子计算,正在为航空航天带来革命性的变化。在电子战和雷达系统中,基于里德伯原子和氮空位中心的量子射频传感技术展现出卓越的性能。这些技术不仅对射频场高度敏感,具有较强的抗干扰能力,还能在室温下工作,为军事应用提供了新的可能。
在飞机设计领域,量子计算的潜力更是令人瞩目。2019年,空中客车公司发起全球量子计算挑战赛,邀请全球36个量子计算团队参与,旨在利用量子算力加快飞机机翼设计。本源量子团队在此次比赛中构建了专门的量子算法,成为唯一入围五强的中国企业。
AI与量子技术的协同效应
AI和量子技术虽然目前更多是独立应用,但两者在航空航天领域的结合将产生更大的协同效应。量子计算的超强算力可以为AI提供更强大的计算支持,而AI的智能决策能力则可以优化量子计算的应用效率。例如,在流体动力学仿真中,AI可以帮助优化计算模型,而量子计算则能显著加速仿真过程。
随着技术的不断进步,AI和量子技术必将在航空航天领域发挥越来越重要的作用。它们不仅将推动航空航天技术的革新,还将为人类探索宇宙提供更强大的工具。未来,我们有理由期待,AI和量子技术的融合将为航空航天带来更多的惊喜和突破。