為展示和交流近年來流體力學(xué)與量子計(jì)算交叉研究中涌現(xiàn)的前沿成果，促進(jìn)量子計(jì)算這一新興研究領(lǐng)域與流體力學(xué)的深度融合，推動國內(nèi)流體力學(xué)量子計(jì)算研究的發(fā)展，擬于2024 年 7 月 12 日（星期五）至 7 月 14 日（星期日）在北京召開“流體力學(xué)量子計(jì)算前沿研討會”。本次研討會由中國力學(xué)學(xué)會流體力學(xué)專業(yè)委員會主辦，北京大學(xué)工學(xué)院和浙江大學(xué)航空航天學(xué)院聯(lián)合承辦。會議采取大會邀請報(bào)告、專題報(bào)告等形式，學(xué)術(shù)議題包括但不限于：流體方程的量子算法與量子-經(jīng)典融合算法；量子計(jì)算與人工智能賦能流體力學(xué)；流體量子模擬的硬件實(shí)現(xiàn)等。誠摯邀請對于流體力學(xué)與量子計(jì)算交叉研究感興趣的專家學(xué)者和科技工作者參會。

組織委員會：楊越、趙耀民、熊詩穎

以下內(nèi)容為GPT視角對流體力學(xué)量子計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的解讀，僅供參考：

流體力學(xué)量子計(jì)算研究現(xiàn)狀

一方面，傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法在工程領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它使用數(shù)值方法在計(jì)算機(jī)中對流體力學(xué)的控制方程進(jìn)行求解，從而可預(yù)測流體的流動。然而，由于Navier-Stokes方程的強(qiáng)非線性以及湍流模型的不完善，模擬流體的流動是高性能計(jì)算領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)問題。量子計(jì)算作為一種新興的計(jì)算方式，為流體力學(xué)的研究提供了新的可能。

另一方面，經(jīng)典-量子混合的變分量子計(jì)算為當(dāng)前有噪聲中等尺寸量子（NISQ）時(shí)代求解大規(guī)模計(jì)算流體力學(xué)帶來了新思路。盡管HHL以及系列改進(jìn)算法的內(nèi)核都是基于量子傅里葉變換，需要指數(shù)級的量子線路資源，有一定的局限性，但已有研究團(tuán)隊(duì)提出了將量子幅值估計(jì)算法用于求解流體問題常用控制方程的技術(shù)方案，并在一維、無粘、穩(wěn)態(tài)等眾多假設(shè)下的Laval噴管算例進(jìn)行了驗(yàn)證計(jì)算。他們進(jìn)一步將求解偏微分方程的量子算法應(yīng)用于Burgers方程的數(shù)值求解，開發(fā)了量子計(jì)算流體力學(xué)（Q-CFD）求解器，對一維條件下的光滑流動和含激波的非穩(wěn)態(tài)流動進(jìn)行了量子計(jì)算求解。

此外，還有研究團(tuán)隊(duì)提出了可支持經(jīng)典數(shù)據(jù)輸入和輸出的量子有限體積法，這種方法運(yùn)用量子線性求解器作為子過程，并結(jié)合自主設(shè)計(jì)的量子隨機(jī)存儲器（QRAM）和量子數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將經(jīng)典算法的線性復(fù)雜度降低到亞線性，進(jìn)一步提升了量子計(jì)算在流體力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

流體力學(xué)量子計(jì)算研究可以應(yīng)用在哪些行業(yè)或領(lǐng)域

1. 航空航天：在航空航天領(lǐng)域，流體力學(xué)是設(shè)計(jì)和制造飛行器、火箭等的關(guān)鍵科學(xué)。量子計(jì)算的高性能可以顯著提高流體動力學(xué)的模擬精度和效率，有助于解決氣動力、燃燒和傳熱傳質(zhì)等關(guān)鍵問題。例如，通過量子算法模擬機(jī)翼繞流，可以用于設(shè)計(jì)新一代的高效率、強(qiáng)穩(wěn)定性、低噪聲的飛機(jī)。
2. 能源與環(huán)保：在能源和環(huán)保領(lǐng)域，流體力學(xué)的研究對于能源傳輸、污染物遷移等問題具有重要意義。量子計(jì)算可以幫助提高能源傳輸?shù)男?，?yōu)化環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)，例如通過精確模擬流體在能源設(shè)備中的流動，提高能源轉(zhuǎn)換效率。
3. 生物醫(yī)療：在生物醫(yī)療領(lǐng)域，流體力學(xué)的研究涉及到生物醫(yī)藥仿真、血液流動分析等方面。量子計(jì)算的高精度模擬可以幫助研究人員更好地理解生物體內(nèi)的流體運(yùn)動，為疾病診斷和治療提供新的思路。
4. 微納尺度工程：在微納尺度工程中，流體的運(yùn)動規(guī)律與宏觀尺度有很大不同，量子計(jì)算可以幫助研究人員更精確地模擬和分析微納尺度下的流體運(yùn)動，為微納尺度設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造提供科學(xué)依據(jù)。

流體力學(xué)量子計(jì)算研究領(lǐng)域有哪些知名機(jī)構(gòu)或企業(yè)

• IBM：IBM作為全球領(lǐng)先的科技公司，其在量子計(jì)算領(lǐng)域的研究具有世界影響力。IBM的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)在流體力學(xué)量子算法和模擬方面進(jìn)行了深入研究，推動了流體力學(xué)量子計(jì)算的發(fā)展。
• 谷歌：谷歌的量子計(jì)算項(xiàng)目也備受關(guān)注。其量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)在開發(fā)高效的量子算法，用于模擬流體動力學(xué)等方面取得了重要突破。
• 麻省理工學(xué)院（MIT）：作為世界頂級的科研機(jī)構(gòu)，麻省理工學(xué)院在流體力學(xué)和量子計(jì)算兩個(gè)領(lǐng)域都有著深厚的研究基礎(chǔ)。其跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)在流體力學(xué)量子計(jì)算方面進(jìn)行了開創(chuàng)性的工作。
• 哈佛大學(xué)：哈佛大學(xué)在量子計(jì)算和流體力學(xué)的研究中都處于領(lǐng)先地位。其研究團(tuán)隊(duì)致力于開發(fā)新的量子算法，以更精確地模擬流體動力學(xué)過程。
• 微軟：微軟也在量子計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)行了大量的投入。其Azure量子平臺為流體力學(xué)量子計(jì)算提供了強(qiáng)大的計(jì)算資源和工具支持。