在天氣預報、藥物研發、金融風險管控等眾多前沿領域，復雜的科學計算需求日益增長，計算效率成為制約發展的關鍵因素。近日，上海交通大學量子科學計算團隊宣布推出全球首個量子科學計算平臺UnitaryLab，旨在攻克科學與工程領域的算力瓶頸，為高難度問題提供高效解決方案。
該平臺1.0版本聚焦常微分與偏微分方程求解這一核心科學計算難題，通過開發量子算法、構建求解模型及設計量子線路，實現了對傳統計算效率的突破性提升。據測算，在三維（每個維度128個自由度）場景下，計算效率可提高6倍以上；五維場景下提升2.5萬倍；九維場景下更可達到1萬億倍。這一成果標志著量子計算從理論探索向產業化應用邁出重要一步。
平臺的核心技術源于團隊提出的“薛定諤化”量子算法體系。該算法創新性地將偏微分方程轉化為量子系統可直接處理的酉演化形式，解決了傳統量子算法難以適配復雜工程計算的問題。這一突破被國家自然科學基金委2024年度報告選為數學領域代表性成果，其價值在于實現了量子計算與經典科學工程的高效銜接，顯著降低了應用門檻，為金融、能源、醫療等行業的復雜計算提供了全新路徑。
在用戶體驗設計上，UnitaryLab 1.0構建了“模型構建-算法適配-結果可視化”的全流程工具鏈，配備直觀操作界面。用戶無需掌握專業量子知識，僅需輸入問題參數，系統即可自動完成建模與計算。平臺內置的原創算法庫將復雜建模過程簡化為參數輸入，使工程師、科研人員及學生等非專業用戶也能快速開展量子計算與工程仿真，大幅縮短建模周期。
針對科研與產業需求差異，平臺創新性地開發了雙場景適配模式。教學科研端配備實時編輯的可視化量子線路模塊，幫助學生直觀理解算法原理；產業應用端則內置金融建模的Black-Scholes方程、地質勘探的彈性波方程等專業方程庫，滿足多樣化計算需求。這種設計有效解決了科研成果轉化難題，構建了“人才培養-科研創新-產業應用”的完整生態鏈。
平臺采用模塊化架構設計，支持功能靈活擴展。從基礎模擬到復雜問題求解，均可根據具體需求定制計算模塊。在硬件兼容性方面，平臺與主流量子計算架構實現全對接，既可連接量子真機進行技術驗證，也能在普通辦公電腦上完成高精度模擬，無需額外設備投入。這種設計極大降低了用戶的使用成本與技術門檻。
