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

在平臺1.0版本中，團(tuán)隊重點攻克了科學(xué)計算的核心難題——微分方程求解。通過自主研發(fā)的量子算法構(gòu)建、求解及線路設(shè)計功能，該平臺實現(xiàn)了對復(fù)雜方程的高效處理。測試數(shù)據(jù)顯示，在每維度128個自由度的條件下，平臺對三維方程的計算效率可提升6倍以上，五維方程提升幅度達(dá)2.5萬倍，九維方程的計算效率提升更超過1萬億倍。這一突破為高維科學(xué)計算提供了全新路徑。

平臺的核心技術(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)典計算與量子計算之間的橋梁，解決了長期困擾行業(yè)的算法適配難題。這項成果已入選國家自然科學(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算相關(guān)研究。

與傳統(tǒng)計算方法相比，UnitaryLab平臺通過量子疊加和糾纏特性，實現(xiàn)了計算資源的指數(shù)級擴展。其獨特的算法設(shè)計不僅提升了計算速度，更在保持計算精度的同時大幅降低了能耗。目前，團(tuán)隊正持續(xù)優(yōu)化平臺功能，拓展其在材料科學(xué)、流體力學(xué)等領(lǐng)域的實際應(yīng)用場景。