2023年5月21日，德国汉堡举行的国际超算大会（ISC）发布了一条重大新闻。罗尔斯·罗伊斯与量子软件公司共同宣布，他们在量子计算领域取得了重大进展。这一成就对提升航空喷气发动机的效率具有深远影响。这无疑标志着科技领域的又一重要里程碑，值得我们进一步研究。
航空领域的计算需求
航空行业对计算能力的要求一直很高。以喷气发动机的设计为例，性能模拟这类工作需要大量计算资源。以往的计算方法在处理复杂任务时显得力不从心。比如在计算流体力学领域，复杂的流体流动难以精确模拟。同时，随着航空技术的进步，对高效发动机的需求日益增长，传统计算方法遇到了挑战。因此，迫切需要新的计算技术来满足航空行业的发展需求。在各个飞机研发基地，研究团队正积极探索突破计算限制的方法。
量子计算为解决这些问题带来了新的希望。这种计算方式拥有超越传统计算的巨大潜力。它在处理复杂的流体力学计算和发动机性能优化上，有望实现重大突破。这也是罗尔斯·罗伊斯等企业为何重视量子计算的关键所在。
量子计算的突破表现
这次突破的关键在于成功设计和模拟了全球最大的CFD量子计算电路。尽管目前的量子计算机只能处理几层电路，罗尔斯·罗伊斯公司仍然在积极研发。通过与以色列公司的携手合作，我们运用合成引擎来设计电路，并使用A100 Core GPU进行模拟。此外，一个具备优化功能的软件工具包确保了整个流程的效率和规模。
这一成就不仅体现在电路的规模上，而且为罗尔斯·罗伊斯公司带来了针对喷气发动机设计难题的创新解决方案。正如罗尔斯·罗伊斯公司的计算科学研究员Leigh所言，这种将经典计算与量子计算相结合的技术，有助于加速处理复杂计算任务的过程。
量子运算平台的特性
该量子计算平台特色鲜明。它提供了一个统一的计算环境，极大促进了不同学科在量子研究及开发方面的突破。Grace超级芯片集™的GPU性能卓越，加上Grace CPU的多功能特性，非常适合处理超大规模量子模拟任务。
它的® -C2C互连技术速度快、延迟低，表现卓越，显著提升了传统系统与量子处理器，即QPU的连接效率。每个Grace节点配备了600GB的高速访问内存，这一配置也有利于拓展量子生态系统的模拟范围。
量子计算与经典计算的结合
DGX™是首个将量子计算与常规计算结合的GPU加速器，用于量子计算。这种结合非常关键。在喷气发动机设计领域，若想提升效率，单靠量子计算或传统计算都难以实现。将传统计算的稳定性与量子计算的高效性结合起来，就好比为喷气发动机的设计提供了双重保障。
量子计算平台配备了功能强大的开源编程工具。这些工具使得开发者能够方便地将GPU与QPU相连接。
量子计算设施间的合作
量子计算进步需众多设施携手合作。位于欧洲的利希超级计算中心，作为重要的量子计算设施之一，近期有所动作。在ISC活动中，该中心计划与其他机构共同创建量子计算实验室。此举显然是基于对量子与经典混合计算系统重要性的认识。
该实验室运用CUDA等工具助力量子计算进步。同时，其他公司也在进行类似合作，比如ORCA这家QPU制造商，它们将光子量子计算机与GPU结合，用于机器学习。
量子计算软件的发展
目前，世界上大多数量子计算软件都具备了利用GPU加速量子平台的能力。这一特性使得量子计算的应用领域得以进一步拓宽。量子软件与GPU的兼容性，为将量子计算应用于航空等行业带来了更多可能性。比如，某些软件借助GPU的加速，能更高效地完成量子模拟运算。在量子软件不断进步的同时，它也将与其他多种技术相结合，为量子计算的发展打下更加坚实的基石。
那么，我们得思考一下，量子计算在航空行业的发展中，未来可能还会带来哪些令人惊喜的突破？如果你觉得这篇文章对你有帮助，不妨点个赞，分享出去，也欢迎留下你的评论。
