Rolls-Royce в партнерстве с компаниями Xanadu и Riverlane объявила о прорывном достижении в авиационной инженерии – радикальном сокращении времени, необходимого для моделирования воздушных потоков в реактивных двигателях, благодаря применению методов квантовых вычислений. Это знаковое событие предвещает значительные изменения в процессах проектирования и прототипирования во всей аэрокосмической отрасли.
Суть успеха заключается в синергии программного обеспечения PennyLane от Xanadu и передовых квантовых алгоритмов от Riverlane. Совместная работа позволила Rolls-Royce сократить время выполнения важнейших симуляций с нескольких недель до менее чем одного часа. Такой феноменальный скачок в скорости обработки данных напрямую влияет на эффективность разработки и тестирования.
Проект был нацелен на решение одной из самых ресурсоемких вычислительных задач в авиации – моделирования воздушных потоков в реактивных двигателях. Этот процесс по своей природе требует решения огромных систем линейных уравнений, что на традиционных суперкомпьютерах обычно приводит к неприемлемо долгим срокам выполнения, становясь узким местом для инноваций.
«Наши усилия позволили сократить время выполнения прототипов до 1000 раз в некоторых случаях, преодолевая недельные задержки, которые были неприемлемы для Rolls-Royce», – заявил Кристиан Видбрук, генеральный директор и основатель Xanadu. Он подчеркнул, что для того чтобы сделать квантовые симуляции и квантовые вычисления в целом практически применимыми для Rolls-Royce, команда сфокусировалась на конкретном приложении и использовала компилятор Catalyst для оптимизации их программ PennyLane.
Квантовые вычисления, таким образом, предлагают альтернативный подход, обладающий потенциалом значительно ускорить подобные симуляции и поддержать более эффективные инженерные рабочие процессы. Это не только ускоряет разработку, но и открывает новые горизонты для создания более совершенных и экономичных авиадвигателей.
Инициатива получила совместное финансирование от правительств Канады и Великобритании, что подчеркивает ее стратегическую важность для развития квантовых компетенций в обеих странах. Rolls-Royce предоставила промышленный сценарий использования, Riverlane внесла свой вклад в виде квантовых алгоритмов, а Xanadu оптимизировала квантово-классическую программу посредством своей платформы PennyLane и компилятора Catalyst.
«Это было чрезвычайно успешное сотрудничество, которое значительно продвинуло наши возможности в области квантовых приложений», – отметил Ли Лэпворт, научный сотрудник Rolls-Royce по вычислительной технике. Он добавил, что целенаправленная работа над отказоустойчивыми квантовыми алгоритмами вывела партнеров на лидирующие позиции по мере вступления в эру коррекции ошибок.
Сотрудничество позволило задействовать технические возможности всех трех организаций для проработки полного процесса прототипирования. В рамках проекта были разработаны компоненты квантовых алгоритмов и программные реализации, которые позволят Rolls-Royce получать релевантные данные, как только отказоустойчивое квантовое оборудование Xanadu станет доступным. Проект также выявил и устранил ключевые узкие места в рабочем процессе симуляции.
«Для решения задач на квантовом компьютере необходимо классически предварительно рассчитать определенные параметры квантовой схемы», – пояснил Кристоф Зюндерхауф, научный сотрудник Riverlane по квантовым вычислениям. Он подчеркнул, что этот процесс традиционно был очень трудоемким. Однако, благодаря их исследованиям и работам академических групп, этот этап был значительно ускорен, что позволяет классической предварительной обработке идти в ногу с самим квантовым вычислением.
В целом, этот проект демонстрирует не только огромный потенциал квантовых вычислений для решения сложнейших инженерных задач, но и эффективность межнационального и межотраслевого сотрудничества в освоении прорывных технологий, предвещая новую эру в проектировании и производстве в транспортной отрасли.
