上海交通大學量子科學計算團隊近日宣布,全球首款量子科學計算平臺UnitaryLab正式上線。這一突破性成果標志著量子計算技術從理論探索邁向產業應用的關鍵轉折,為解決復雜科學與工程問題提供了全新計算范式。
傳統計算模式在處理高維度、多尺度問題時面臨算力瓶頸,尤其在天氣預測、藥物研發、金融建模等領域,計算效率成為制約發展的核心難題。量子計算憑借其獨特的并行計算能力,被視為突破經典計算極限的關鍵技術。UnitaryLab平臺通過整合量子算法與經典計算需求,首次實現了量子計算在工程領域的規模化應用。
平臺核心突破在于"薛定諤化"量子算法框架的構建。研發團隊創新性地將偏微分方程轉化為量子系統可處理的酉演化形式,解決了傳統量子算法與工程計算適配性差的技術痛點。該算法理論上可將三維方程計算效率提升6倍,五維方程提升2.5萬倍,九維方程更可達1萬億倍。這項成果被國家自然科學基金委2024年度報告列為數學領域代表性突破。
針對量子計算應用門檻高的行業痛點,UnitaryLab 1.0版本打造了全鏈路工具鏈。平臺集成模型構建、算法適配、結果可視化三大模塊,通過直觀的操作界面將復雜量子建模簡化為參數輸入。用戶無需掌握量子物理或編程知識,僅需輸入核心數據即可自動完成計算流程。這種"傻瓜式"操作模式使工程師、科研人員及高校學生都能快速開展量子計算研究。
在教學科研場景中,平臺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;產業應用端則預置金融、地質、能源等領域的專用方程庫,滿足多樣化計算需求。這種雙場景適配能力有效打通了"人才培養-科研創新-產業應用"的完整鏈條,形成產學研協同創新的生態閉環。
平臺上線后已通過多輪測試驗證,與國內量子硬件龍頭企業達成真機驗證合作,并與工業設計仿真、通用科學計算軟件團隊建立技術對接。研發團隊正牽頭制定偏微分方程量子算法標準體系,推動行業從技術探索向標準化落地轉型。平臺開放的硬件接口已實現與主流量子計算架構的全兼容,為構建"算法-軟件-硬件"協同生態奠定基礎。
目前,UnitaryLab已吸引海內外科研機構開展合作研究,在量子計算模擬領域取得多項進展。團隊計劃持續迭代算法性能,開發專用硬件設備,拓展平臺在材料科學、人工智能等新興領域的應用場景,加速量子計算技術向產業端的滲透轉化。











