算力迎来“量子跃迁”上海交通大学发布全球首款量子科学计算平台

在天气预报、药物设计与金融风险管理等前沿领域，高复杂度科学计算对算力的需求日益迫切，传统计算机受限于“算力不足、耗时过长”的瓶颈，亟需新一代计算技术的突破。11月22日，上海交通大学量子科学计算团队发布全球首款量子科学计算平台UnitaryLab，致力于通过覆盖偏微分方程求解、线性代数、优化与机器学习等方向的量子算法，为科学与工程中的高难度问题提供高效解决方案。

UnitaryLab 1.0版本聚焦于常/偏微分方程求解这一核心科学问题，实现了从算法构建到量子线路设计的全流程覆盖。据理论测算，该平台在处理3维（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）问题时可将效率提升6倍以上，5维问题提升2.5万倍以上，9维问题更可实现万亿倍级的加速，标志着量子计算从理论探索迈向产业应用的关键一步。

UnitaryLab 1.0版率先聚焦于科学计算的核心——常/偏微分方程求解。其核心优势源于团队提出的原创“薛定谔化”系列量子算法。该算法创新地将偏微分方程转化为量子系统可直接处理的酉演化形式，成功解决了传统量子算法难以适配复杂工程计算的问题。

这一突破性框架极大拓展了量子计算的应用边界，被国家自然科学基金委2024年年度报告选为数学领域唯一代表性成果。理论上，该技术可将3维方程的计算效率提高6倍以上，将5维方程效率提升2.5万倍以上，对9维问题更可实现万亿倍级的加速效果。

长期以来，量子计算的应用面临高技术门槛的制约。UnitaryLab平台通过三大创新设计，致力于让量子算力走出实验室：

首先，实现全流程易用化。平台整合了“模型构建-算法适配-结果可视化”全链路工具，将复杂的量子建模过程简化为参数输入。用户无需专业量子知识，只需录入核心数据即可完成计算。

“这款产品极大降低了使用门槛，”平台总负责人张镭教授表示，“让工程师、科研人员等非专业用户也能快速开展量子计算仿真。”

其次，平台支持“教学—科研—产业”全场景覆盖。教学端提供可视化量子线路模块，产业端则内置金融建模的Black-Scholes方程、地质勘探的弹性波方程等常用方程库，有效解决了科研与产业脱节的痛点。

第三，平台具备高度定制化与硬件兼容性。软件开发负责人胡俊鹏博士介绍，平台既可与主流量子真机对接验证，也能在普通办公电脑上实现高精度模拟，大幅降低了用户的应用成本。

据悉，平台发布后已获得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真机验证合作。同时，团队正与工业设计仿真、系统仿真软件团队建立合作，积极探索量子计算在不同领域的赋能方案。

未来，团队将继续深耕量子算法创新，研发特色算法适配的专用硬件设备，推动软硬件一体化解决方案的规模化落地。随着量子计算从理论研究走向产业应用，更精准的天气预报、更高效的药物设计和更智能的金融风险管理正逐渐成为现实，量子计算将成为驱动产业升级、破解算力瓶颈的核心引擎。