助力算力瓶颈突破 上海交大发布量子科学计算平台UnitaryLab
11/22
23:55
上海热线讯：今天（11月22日），由上海交通大学量子科学计算团队研发的全球首款量子科学计算平台UnitaryLab正式发布。该平台以突破科学与工程领域算力瓶颈为目标，覆盖偏微分/常微分方程求解、数值线性代数、优化、机器学习和统计计算等领域的量子算法，致力于为高难度科学和工程问题提供高效求解方案。
据介绍，UnitaryLab 1.0版本以常/偏微分方程求解为核心，实现了量子算法的构建、求解和量子线路设计，成功突破传统计算效率瓶颈。理论上，该平台可以将3维方程（每个维度是128个自由度的时候，3维、5维、9维均以此为标准测算）的计算效率提升6倍以上，5维方程提升2.5万倍以上，9维方程提升1万亿倍以上，标志着量子计算从理论研究向产业化迈出了关键一步。
UnitaryLab 1.0的核心技术来自上海交通大学金石、Nana Liu团队提出的“薛定谔化”系列量子算法。该算法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与工程计算问题的行业痛点。通过这一创新，量子计算与经典科学工程计算得以高效衔接，拓展了量子计算的应用边界，为金融、能源、医疗等行业提供了全新解决方案。该算法已被国家自然科学基金委2024年度报告选为数学唯一代表性成果，获得国内外学术界的高度关注。
UnitaryLab平台以“让量子计算触手可及”为目标，致力于降低量子计算的使用门槛。平台通过“模型构建-算法适配-结果可视化”全链路工具，使量子计算的操作更加直观，用户无需专业量子知识即可完成从建模到求解的全过程。平台总负责人张镭教授表示，“UnitaryLab 1.0极大地降低了量子计算的使用门槛，让工程师、科研人员、学生等非量子领域用户也能快速上手，开展科学计算与工程仿真。”这一创新不仅缩短了建模周期，还显著提升了复杂问题的求解效率。
UnitaryLab 1.0支持“科研产业”双场景应用，内置多种应用领域常用的方程库，包括金融建模的Black-Scholes方程、地质勘探的弹性波方程等，可满足多样化计算需求。软件开发负责人胡俊鹏博士表示，平台有效解决了科研与产业脱节的问题，通过“一次开发，多场景部署”的模式，打通了“人才培养-科研创新-产业应用”的完整链条。
此外，平台支持功能模块的定制化拓展与主流量子计算硬件架构的全兼容。胡俊鹏博士介绍，UnitaryLab不仅能够对接量子真机进行技术验证，也支持在普通办公电脑上实现高精度量子线路模拟，无需用户额外更换设备。这一设计大幅降低了用户的应用成本与适配门槛，推动了量子计算“算法-软件-硬件”生态的协同发展。
平台发布后已吸引了海内外科研团队的积极测试，并与国内量子硬件头部企业达成合作，用于量子计算真机验证。同时，团队还计划围绕偏微分方程量子算法构建“算法流程-线路实现-软硬件接口”全链路标准体系，推动量子算法从“碎片化探索”向“标准化落地”转变。
团队相关负责人表示，UnitaryLab 1.0的发布展现了上海交大团队在量子算法领域的原创能力，为量子计算的普及与产业化落地创造了全新契机。未来，团队将继续深耕量子算法创新，研发配套硬件设备，迭代升级平台功能模块，通过软硬件一体化解决方案助推量子产业新生态的构建。量子计算有望成为驱动产业升级、破解算力瓶颈的核心引擎，为气象预测、药物设计、金融建模、能源管理等领域带来更多可能性。
