在科技發展的璀璨長河中，量子計算一直是備受矚目的焦點領域，是未來技術革命的重要方向。然而，長期以來，量子計算機由於在許多重要領域中有效演算法的缺失， 使得其應用範疇受到了諸多限制，比如在面對科學與工程領域中大規模和複雜的偏微分方程時，難以施展拳腳。近期該方向的突破性成果， 為量子計算在求解科學計算核心領域之一的偏微分方程方面， 帶來了令人興奮的前景。
11月9日，在西部（重慶）科學城隆重召開了第三屆數學促進經濟社會發展論壇。歐洲科學院院士、歐洲人文和自然科學院外籍院士，自然科學研究院，上海交通大學重慶人工智慧研究院院長金石，在主旨報告上介紹了其團隊所研發的世界前沿原創技術——“薛定諤化”，這一技術為量子計算求解許多科學與工程問題領域帶來了新的突破。
“量子計算機只能做酉運算元演化——一種保向量長度的特殊運算，也就是隻能按規定動作運算。就像剛生下的嬰兒只能喝母奶或奶粉，不能吃重慶小面、小籠包。 而我們團隊找到的‘橋樑’是將其他問題，也就是‘重慶小面、小籠包’轉化為量子計算機可運算的型別也就是我們說的‘奶粉’，這樣一來所有的線性常微分和偏微分方程都能夠巧妙地轉化為高維傅立葉空間中的薛定諤型方程， 使其適合量子模擬。”金石教授形象地說。
可以說，“薛定諤化”是一項極具創新性的研究方向，打開了量子計算與複雜系統模擬之間的有效通道。要知道，在科研的征程中，傳統計算方法在處理大規模和高維偏微分方程的侷限性一直是科研人員心中的痛點。往往受困於計算資源的瓶頸和時間成本的高昂，在有限的時間內難以獲取準確的結果。
但“薛定諤化”方法的引入，使得未來這些問題有可能在具有量子優勢的量子計算機上求解。換言之，有了這一突破，今後所有的線性常微分和偏微分方程都能夠巧妙地轉化為高維傅立葉空間中的薛定諤型方程，從而適合量子模擬。這為科學研究和工程應用開闢了嶄新的領域，提供了前所未有的解決方案。科研人員未來就可藉助量子計算的並行性和高效性，迅速模擬高維偏微分方程的動態過程，使得模擬結果更加準確可靠。這大大拓展了量子計算可以求解的科學與工程計算問題的邊界。
金石院士還介紹，該團隊在重慶科技局的支援下，將研究量子計算和人工智慧在金融領域結合，在金融風險控制和大規模金融資料的處理上，期望能大大提高金融產品的穩定性和效率。
此外記者還了解到，團隊還期望今後發展更多的偏微分方程的量子演算法，這有助於在人工智慧領域，助力智慧演算法的最佳化和創新，使機器更加智慧地理解和處理資訊；在無線通訊領域，也可透過更精準的訊號模擬和最佳化，提升通訊質量；在生物醫藥領域，人們期望量子計算能夠為藥物研發和疾病治療提供更準確的模擬和預測。
“薛定諤化”方法的引入，為量子計算求解科學於工程計算問題提供了一個重要的工具， 體現出數學方法在發展新質生產力和硬核科技上的威力，也為量子計算在科學工程計算問題中勾勒出一個更有希望的前景。
上游新聞記者 王渝鳳 通訊員 王柯嵐 雷鍵 攝影報道
