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上海交大全球首发量子科学计算平台UnitaryLab,推动先进算力普惠化

上海教育新闻网   程媛媛   2025-11-24 10:00:57

本网讯(记者 程媛媛)从天气预报、药物设计到金融风险管理,众多前沿领域的发展都离不开复杂的科学计算求解。传统计算机面对大规模、高维度、多尺度、高精度的计算需求时,往往陷入“算力不足、耗时过长”的困境,计算效率的瓶颈已成为制约的核心痛点。11月22日,由上海交通大学量子科学计算团队,正式发布全球首款量子科学计算平台UnitaryLab,目标直指科学与工程领域的算力难题。

记者了解到,UnitaryLab1.0 的核心优势源于上海交通大学金石、Nana Liu 团队提出的的“薛定谔化” 系列量子算法。该算法创新性地将偏微分方程转化为量子系统可直接处理的酉演化形式(薛定谔型方程),解决了传统量子算法难以适配复杂科学工程计算问题的行业痛点。“薛定谔化”量子算法框架的突破,大大拓展了量子计算可解决的科学与工程问题的边界,实现了量子计算与经典科学工程计算的高效衔接,降低了量子计算的应用门槛,为金融、能源、医疗等行业的复杂计算问题提供了全新解决方案,对推动量子计算产业化具有重要意义。

过去,想用量子计算解决复杂问题,不仅需要深厚的量子物理、高等数学知识,还得精通计算机编程,需要跨领域专家组队协作,才能完成从建模到求解的全流程。工程师、科研人员、高校学生,即便有计算需求,也因“门槛太高”望而却步,这严重制约了量子计算的普及与应用。

而UnitaryLab 1.0直击痛点,使量子计算变得“友好易用”。平台内置上海交大原创的 “薛定谔化” 核心算法与模型,将复杂的量子化建模过程直接简化为“参数输入”,用户无需专业量子知识,只需录入问题核心数据,系统就能自动完成转化与计算,全程无需手动编写复杂代码。

“这款产品极大地降低了使用量子计算的门槛。”UnitaryLab平台总负责人张镭教授表示,UnitaryLab 1.0让工程师、科研人员、学生等非量子领域用户,也能快速开展量子科学计算与工程仿真,将建模周期大幅缩短,极大地加速了复杂问题的求解效率,推动了量子产业人才培养的全面升级。

据介绍,UnitaryLab 1.0创新支持“科研+产业”双场景适配,实现“一套平台满足多重需求”。教学科研端,搭载支持实时编辑的可视化量子线路模块,让学生直观看到量子算法的工作原理;产业应用端,内置许多应用领域常用的方程库,如金融建模的 Black-Scholes 方程、地质勘探的弹性波方程等等,满足用户多样的计算需求。“平台有效地处理了科研与产业脱节的行业痛点。”软件开发负责人胡俊鹏博士介绍,平台覆盖多领域高算力需求的核心求解方程,真正实现 “一次开发,多场景部署”。这不仅丰富了高校的量子教学的工具,更打通了“人才培养-科研创新-产业应用”的完整链条,让企业实际问题也能反哺科研创新。

UnitaryLab 1.0依托原创核心算法与开放接口,支持功能模块灵活拓展,从基础模拟到复杂问题求解,均可根据科研课题或产业场景定制化计算。在硬件适配上,与主流量子计算硬件架构的全兼容。同时既可以对接量子真机开展技术验证,也能在日常的办公电脑上实现高精度量子线路模拟,无需用户更换设备或额外投入。胡俊鹏博士介绍到,这不仅大幅降低了用户的应用成本与适配门槛,更推动了量子计算“算法-软件-硬件”生态的协同发展,加速行业产业化进程。

量子计算的核心价值,在于解决经典计算 “算不动、算得慢、甚至无法算” 的复杂问题。UnitaryLab 1.0 的落地应用,将助力量子计算逐步走出实验室,为高算力需求的科学与工程行业提供了崭新的效率提升方案。

平台推出后已获得海内外科研团队的积极测试,用于量子计算模拟的研究。同时吸引了大量的合作者,平台已与国内量子硬件头部企业达成合作,将UnitaryLab 1.0应用于真机验证。同时还与不同企业端的工业设计仿真软件团队、通用型科学计算与系统仿真软件团队建立初步合作沟通,积极探索不同领域的量子赋能。

学校供图


责任编辑: 程媛媛