Quantenalgorithmus bringt dreidimensionale CFD in die Quantenwelt

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Die gemeinsame Arbeit von Altair und der Technischen Universität München hat zu einem bedeutenden Fortschritt im Quantencomputing für die numerische Strömungsmechanik geführt. Der lauffähige Code, der in der Fachzeitschrift „Computer Physics Communications“ veröffentlicht wurde, ermöglicht die Überwindung der Herausforderungen bei der Implementierung der Lattice-Boltzmann-Methode auf Quantencomputern und Quantensimulatoren.

Quantencomputing-Studie betont Altairs Innovationsbereitschaft

Im Rahmen eines von Altair finanzierten Forschungsvorhabens haben Forscher der Technischen Universität München die bahnbrechende Studie „Quantum Algorithm for the Lattice-Boltzmann Method Advection-Diffusion Equation“ entwickelt. Diese Arbeit leistet einen bedeutenden Beitrag zur Weiterentwicklung des angewandten Quantencomputings und verdeutlicht das Engagement von Altair für zukunftsweisende Technologien. Die Koautoren der Studie, Christian Janßen und Uwe Schramm, sind erfahrene Experten im Bereich der numerischen Strömungsmechanik.

Altair strebt danach, die Grenzen der Simulationstechnologie zu erweitern. Durch die intensive Erforschung des Potenzials von Quantencomputern sollen komplexere Simulationen ermöglicht werden. Dies würde zu neuen Möglichkeiten für Innovationen im Produktdesign und in der Produktentwicklung führen.

Die Forschungsarbeit präsentiert einen revolutionären generischen Quantenalgorithmus für die dreidimensionale CFD. Mit diesem Algorithmus wird die vollständig nichtlineare dreidimensionale CFD erstmals in die Quantenwelt übertragen. Dieser Durchbruch hat weitreichende Auswirkungen auf die numerische Strömungsmechanik und simulationsbasiertes Design, da Quantencomputer im Vergleich zu klassischen Computern eine erheblich größere Modellgröße und Skalierbarkeit bieten. Die Ergebnisse der Forschung belegen eindeutig, dass Quantencomputing kein bloßes theoretisches Konzept ist, sondern ein wirkungsvolles Werkzeug zur Lösung realer Probleme.

Mit der Nutzung von Quantencomputern eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten, um verschiedene Bereiche der Physik, wie die numerische Strömungsmechanik (CFD), besser zu verstehen und zu beherrschen. Durch ihre außerordentliche Rechenleistung ermöglichen Quantencomputer die Durchführung komplexer Simulationen, die bisherige Grenzen überschreiten. Dies eröffnet neue Wege für die Entwicklung innovativer Lösungen und Fortschritte in der Produktentwicklung, indem es uns erlaubt, die Strömungsmechanik auf eine viel tiefere Ebene zu erforschen und zu verstehen.

Im Rahmen des Projekts wurde ein Algorithmus entwickelt, der es ermöglicht, quantenbasierte numerische Strömungsmechanik durchzuführen. Durch die Verbindung der Lattice-Boltzmann-Methode mit der Quantenmechanik können Benutzer die überlegene Rechenleistung von Quantencomputern nutzen. Dies ermöglicht Simulationen, die exponentiell schneller und potenziell genauer sind als herkömmliche Berechnungen. Das Quantencomputing wird voraussichtlich einen erheblichen Einfluss auf die Produktentwicklung in verschiedenen Branchen haben, da es die Rechenkapazität exponentiell erhöht und komplexe Simulationen ermöglicht.

Altair hat durch ihre Investitionen in Quantencomputer eine Reihe von Entwicklungen vorangetrieben, darunter auch die Partnerschaft mit Riverlane. Riverlane ist ein Unternehmen mit Sitz in Cambridge, Großbritannien, das sich auf die Quantenfehlerkorrektur spezialisiert hat. Sie sind bekannt für Deltaflow, einen einzigartigen QEC-Stack, der Quantencomputern dabei hilft, eine ausreichende Skalierung für fehlerkorrigierte Anwendungen zu erreichen. Die Zusammenarbeit zwischen Altair und Riverlane zielt darauf ab, das Quantencomputing robuster und praxisorientierter zu machen.

Die Forschungsarbeit von Altair und der Technischen Universität München stellt einen wichtigen Fortschritt im Bereich des Quantencomputings dar. Durch die erfolgreiche Überwindung der Implementierungsherausforderungen der Lattice-Boltzmann-Methode eröffnen sich neue Möglichkeiten für die numerische Strömungsmechanik und das simulationsbasierte Design. Quantencomputer haben das Potenzial, komplexe Simulationen zu bewältigen und werden somit in verschiedenen Industrien und wissenschaftlichen Bereichen für innovative Lösungen sorgen.

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