算力迎來“量子躍遷”上海交通大學發布全球首款量子科學計算平臺

在天氣預報、藥物設計與金融風險管理等前沿領域，高復雜度科學計算對算力的需求日益迫切，傳統計算機受限于“算力不足、耗時過長”的瓶頸，亟需新一代計算技術的突破。11月22日，上海交通大學量子科學計算團隊發布全球首款量子科學計算平臺UnitaryLab，致力于通過覆蓋偏微分方程求解、線性代數、優化與機器學習等方向的量子算法，為科學與工程中的高難度問題提供高效解決方案。

UnitaryLab 1.0版本聚焦于常/偏微分方程求解這一核心科學問題，實現了從算法構建到量子線路設計的全流程覆蓋。據理論測算，該平臺在處理3維（每個維度是128個自由度的時候，3維、5維、9維均以此為標準測算）問題時可將效率提升6倍以上，5維問題提升2.5萬倍以上，9維問題更可實現萬億倍級的加速，標志著量子計算從理論探索邁向產業應用的關鍵一步。

UnitaryLab 1.0版率先聚焦于科學計算的核心——常/偏微分方程求解。其核心優勢源于團隊提出的原創“薛定諤化”系列量子算法。該算法創新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，成功解決了傳統量子算法難以適配復雜工程計算的問題。

這一突破性框架極大拓展了量子計算的應用邊界，被國家自然科學基金委2024年年度報告選為數學領域唯一代表性成果。理論上，該技術可將3維方程的計算效率提高6倍以上，將5維方程效率提升2.5萬倍以上，對9維問題更可實現萬億倍級的加速效果。

長期以來，量子計算的應用面臨高技術門檻的制約。UnitaryLab平臺通過三大創新設計，致力于讓量子算力走出實驗室：

首先，實現全流程易用化。平臺整合了“模型構建-算法適配-結果可視化”全鏈路工具，將復雜的量子建模過程簡化為參數輸入。用戶無需專業量子知識，只需錄入核心數據即可完成計算。

“這款產品極大降低了使用門檻，”平臺總負責人張鐳教授表示，“讓工程師、科研人員等非專業用戶也能快速開展量子計算仿真。”

其次，平臺支持“教學—科研—產業”全場景覆蓋。教學端提供可視化量子線路模塊，產業端則內置金融建模的Black-Scholes方程、地質勘探的彈性波方程等常用方程庫，有效解決了科研與產業脫節的痛點。

第三，平臺具備高度定制化與硬件兼容性。軟件開發負責人胡俊鵬博士介紹，平臺既可與主流量子真機對接驗證，也能在普通辦公電腦上實現高精度模擬，大幅降低了用戶的應用成本。

據悉，平臺發布后已獲得海內外科研團隊的積極測試，并與國內量子硬件頭部企業達成真機驗證合作。同時，團隊正與工業設計仿真、系統仿真軟件團隊建立合作，積極探索量子計算在不同領域的賦能方案。

未來，團隊將繼續深耕量子算法創新，研發特色算法適配的專用硬件設備，推動軟硬件一體化解決方案的規模化落地。隨著量子計算從理論研究走向產業應用，更精準的天氣預報、更高效的藥物設計和更智能的金融風險管理正逐漸成為現實，量子計算將成為驅動產業升級、破解算力瓶頸的核心引擎。