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湖南日?qǐng)?bào)·新湖南客戶端 2025-04-29 14:55:00
湖南日?qǐng)?bào)·新湖南客戶端4月29日訊（通訊員 蔣丹）近日，湘潭大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院余躍副教授與上海交通大學(xué)金石教授、劉悅納教授在偏微分方程量子算法領(lǐng)域取得的突破性合作研究成果，成功入選國(guó)家自然科學(xué)基金委2024年度報(bào)告成果巡禮，成為該年度唯一入選的數(shù)學(xué)領(lǐng)域成果。
該研究成果以《基于“薛定諤化”的偏微分方程量子模擬》為題，于2024年在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表，引發(fā)學(xué)界的廣泛關(guān)注。
微分方程是物理、化學(xué)和工程等領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算的核心問(wèn)題。這些方程往往面臨高維和多尺度的挑戰(zhàn)，難以通過(guò)經(jīng)典計(jì)算得到有效解決，量子計(jì)算是突破這些計(jì)算瓶頸的新的計(jì)算范式。量子計(jì)算機(jī)基于量子力學(xué)原理構(gòu)建，其基本運(yùn)算遵循薛定諤方程的演化性質(zhì)，也就是從初始的量子態(tài)（高維復(fù)空間的單位向量），經(jīng)過(guò)酉算子作用，演化到新的量子態(tài)。然而大多數(shù)微分方程的演化算子不是酉算子，無(wú)法直接進(jìn)行量子模擬，這是量子計(jì)算在求解微分方程時(shí)面臨的根本挑戰(zhàn)。
研究團(tuán)隊(duì)提出“薛定諤化”方法，通過(guò)引入一個(gè)巧妙地變換，在高一維的傅里葉空間將所有的線性常/偏微分方程化為薛定諤型的方程（演化算子為酉算子），從而可以進(jìn)行量子模擬。該方法的一個(gè)顯著特色是它既適用于量子比特，也適用于連續(xù)變量范式，后者有助于構(gòu)建模擬量子計(jì)算設(shè)備，較易近期實(shí)現(xiàn)。
這項(xiàng)具有里程碑意義的研究成果，極大地拓展量子計(jì)算在科學(xué)和工程領(lǐng)域的應(yīng)用邊界，為量子技術(shù)的廣泛應(yīng)用開辟了全新的前景。
責(zé)編：胡孟婷
一審：胡孟婷
二審：蔣睿
三審：顏石敦
來(lái)源：湖南日?qǐng)?bào)·新湖南客戶端
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