Altair 與慕尼黑工業(yè)大學(xué)在計算流體動力學(xué)量子計算領(lǐng)域取得重大突破
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新聞速遞丨Altair 與慕尼黑工業(yè)大學(xué)在計算流體動力學(xué)量子計算領(lǐng)域取得重大突破
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Altair 近日宣布與慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員在計算流體動力學(xué) (CFD) 量子計算領(lǐng)域取得了重大突破。這一突破性進展已在《計算機物理通訊》(Computer Physics Communications) 期刊上發(fā)表,為量子計算機和量子仿真器提供了可運行的代碼,克服了格子-玻爾茲曼法 (Lattice-Boltzmann Method) 在量子計算實施方面存在的幾個關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。
在 Altair 的資助下,慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員開展相關(guān)工作并撰寫了此篇“格子-玻爾茲曼法對流-擴散方程的量子算法” (Quantum Algorithm for the Lattice-Boltzmann Method Advection-Diffusion Equation) 論文。
此項研究對量子計算應(yīng)用領(lǐng)域做出了巨大的貢獻,同時也彰顯了 Altair 致力于開發(fā)開創(chuàng)性技術(shù)的鄭重承諾。該論文由 Altair CFD 解決方案副總裁 Christian Janssen 和 Altair 前首席技術(shù)官 Uwe Schramm 共同撰寫。
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Altair 致力于突破仿真技術(shù)極限。我們基于 GPU 的 CFD 工具為仿真效率和準確性重新樹立了標準?,F(xiàn)在,我們?nèi)栽谔剿髁孔佑嬎惴矫娴拈_發(fā)潛力,旨在解決更為復(fù)雜的仿真問題,為產(chǎn)品設(shè)計和工程創(chuàng)新開辟新的可能性。
—— Altair CFD 解決方案副總裁
Christian Janssen
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此項研究首次提出了一種適用于三維 CFD 的通用量子 CFD 算法。該算法有望將完全非線性三維 CFD 引入量子領(lǐng)域。這對于下一代 CFD 和基于仿真的設(shè)計來說是一個顛覆性的改變,因為研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)計算相比,量子計算在模型大小和可擴展性方面提供了巨大的可能性和遐想空間。這也強調(diào)了量子計算不僅理論上可行,而且將會成為解決實際問題的實用工具。它通過實現(xiàn)量子計算的實際應(yīng)用,為 CFD 等傳統(tǒng)上由經(jīng)典物理學(xué)主導(dǎo)的領(lǐng)域開辟了新的可能性。
正如同一組研究人員在同類論文中所討論的那樣,當今的量子計算算法大多是通過在深層機器層面設(shè)計量子電路開發(fā)而成。經(jīng)典 CFD 多為非酉性和非線性的,而量子公式則是酉性和線性的。除了開發(fā)非線性方面的機器學(xué)習方法外,該研究還發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典 CFD 的酉變換。
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這對我們團隊和 Altair 的研究人員來說都是一個重要發(fā)現(xiàn),它有可能開辟量子計算的新維度。我們提出了新一代量子計算算法的構(gòu)建模塊,希望能為工業(yè)和學(xué)術(shù)界帶來更多實用的量子計算應(yīng)用。
—— 慕尼黑工業(yè)大學(xué)空氣動力學(xué)與流體力學(xué)教授兼系主任
Nikolaus Adams
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該項目旨在使用格子-玻爾茲曼法 (LBM) 開發(fā)一種適用于計算流體動力學(xué) (CFD) 的量子算法。通過經(jīng)典 CFD 與量子力學(xué)的有效結(jié)合,用戶可以使用量子計算的出色處理能力得到相較于經(jīng)典計算方法更快的計算速度和更為精確的仿真結(jié)果。
量子計算能夠成倍提高計算速度并實現(xiàn)更為復(fù)雜的仿真,因此有望在醫(yī)療保健、金融和自然/生命科學(xué)等眾多行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)過程中發(fā)揮重大作用。
該論文的作者包括慕尼黑工業(yè)大學(xué)的 David Wawrzyniak、Josef Winter、Steffen Schmidt、Thomas Indinger、Nikolaus A. Adams 以及 Janssen 與 Schramm。所有量子計算均在位于德國慕尼黑附近的 Leibniz 超級計算中心 Atos QLM 系統(tǒng)上進行。
這項研究是 Altair 在量子計算領(lǐng)域的投資催化產(chǎn)生的一系列開發(fā)項目之一。值得注意的是,Altair 還對 Riverlane 公司進行了投資,Riverlane 是一家致力于通過解決量子糾錯 (QEC) 難題提升量子計算穩(wěn)健性和實用性的公司。Riverlane 總部位于英國劍橋,成立于 2016 年,以 Deltaflow 而蜚聲業(yè)內(nèi)。這是一種獨特的 QEC 堆棧,可幫助量子計算機達到足夠的規(guī)模來執(zhí)行首批糾錯的量子應(yīng)用程序。
關(guān)于 Altair 澳汰爾
Altair(納斯達克股票代碼:ALTR)是計算智能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者之一,在仿真、高性能計算 (HPC) 和人工智能等領(lǐng)域提供軟件和云解決方案。Altair 能使跨越廣泛行業(yè)的企業(yè)們在連接的世界中更高效地競爭,并創(chuàng)造更可持續(xù)的未來。
公司總部位于美國密歇根州,服務(wù)于16000多家全球企業(yè),應(yīng)用行業(yè)包括汽車、消費電子、航空航天、能源、機車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。
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