上海交通大學(xué)量子科學(xué)計(jì)算團(tuán)隊(duì)近日宣布，成功推出全球首個(gè)量子科學(xué)計(jì)算平臺(tái)UnitaryLab，為解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在復(fù)雜科學(xué)計(jì)算中面臨的算力瓶頸問(wèn)題提供了新方案。該平臺(tái)通過(guò)量子計(jì)算技術(shù)，有效突破了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在處理大規(guī)模科學(xué)計(jì)算時(shí)的效率限制，尤其在微分方程求解領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

在平臺(tái)1.0版本中，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)攻克了科學(xué)計(jì)算的核心難題——微分方程求解。通過(guò)自主研發(fā)的量子算法構(gòu)建、求解及線路設(shè)計(jì)功能，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜方程的高效處理。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在每維度128個(gè)自由度的條件下，平臺(tái)對(duì)三維方程的計(jì)算效率可提升6倍以上，五維方程提升幅度達(dá)2.5萬(wàn)倍，九維方程的計(jì)算效率提升更超過(guò)1萬(wàn)億倍。這一突破為高維科學(xué)計(jì)算提供了全新路徑。

平臺(tái)的核心技術(shù)在于“薛定諤化”系列量子算法的創(chuàng)新應(yīng)用。該算法通過(guò)將經(jīng)典偏微分方程轉(zhuǎn)化為量子系統(tǒng)可直接處理的數(shù)學(xué)形態(tài)，成功搭建起經(jīng)典計(jì)算與量子計(jì)算之間的橋梁，解決了長(zhǎng)期困擾行業(yè)的算法適配難題。這項(xiàng)成果已入選國(guó)家自然科學(xué)基金委2024年度數(shù)學(xué)領(lǐng)域代表性成果，成為該年度唯一入選的量子計(jì)算相關(guān)研究。

與傳統(tǒng)計(jì)算方法相比，UnitaryLab平臺(tái)通過(guò)量子疊加和糾纏特性，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源的指數(shù)級(jí)擴(kuò)展。其獨(dú)特的算法設(shè)計(jì)不僅提升了計(jì)算速度，更在保持計(jì)算精度的同時(shí)大幅降低了能耗。目前，團(tuán)隊(duì)正持續(xù)優(yōu)化平臺(tái)功能，拓展其在材料科學(xué)、流體力學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。