【行業動態】羅爾斯·羅伊斯聯合量子企業突破發動機仿真瓶頸 數周計算縮短至1小時內

導讀：近日，英國航空發動機巨頭羅爾斯?羅伊斯（Rolls-Royce

）宣布與英國量子計算公司 Riverlane、加拿大量子計算企業 Xanadu 達成突破性合作。三方通過量子計算技術，成功將噴氣發動機氣流仿真時間從傳統的數周縮短至不足 1 小時，部分場景下原型開發效率提升高達 1000 倍，為航空業研發流程革新奠定重要基礎。

此次合作依托名為 “CATALYST” 的聯合項目，獲得了英國創新署（Innovate UK）超過 40 萬英鎊（約合人民幣 367 萬元）與加拿大國家研究委員會工業研究援助計劃（NRC IRAP）50 萬加元（約合人民幣 265.77 萬元）的聯合資助，旨在推動英加兩國量子計算技術的工業應用落地，同時響應英國政府提出的國家量子戰略目標。

三方協同攻關，破解經典計算痛點

噴氣發動機氣流仿真需求解大規模線性方程組，長期以來依賴經典超級計算機，冗長的計算周期嚴重制約了發動機原型迭代與設計優化效率。為突破這一瓶頸，三方構建了互補的技術協作體系：

1.羅爾斯?羅伊斯提供航空發動機仿真的工業級應用場景與計算需求，依托其計算科學團隊明確技術難點；

2.Riverlane 聚焦容錯量子算法研發，重點解決量子電路參數經典預處理耗時過長的核心瓶頸，通過技術優化使預處理速度與量子計算進程高效匹配；

3.Xanadu 則提供核心軟件支撐，其 PennyLane 平臺實現量子 - 經典混合編程，自主研發的 Catalyst 編譯器針對羅爾斯?羅伊斯的具體應用場景進行定制優化，該編譯器基于 MLIR 架構構建，支持量子與經典指令的端到端編譯，可顯著提升混合計算流程的執行效率。

“我們的核心目標是讓量子計算真正服務于工業實際需求，”Xanadu 創始人兼首席執行官克里斯蒂安?威德布魯克（Christian Weedbrook）表示，“通過 Catalyst 編譯器對 PennyLane 程序的深度優化，我們成功攻克了羅爾斯?羅伊斯面臨的冗長等待難題。”

技術突破意義深遠，布局容錯量子未來

此次合作的關鍵成果不僅在于仿真效率的指數級提升，更在于構建了可落地的量子 - 經典混合計算架構。羅爾斯?羅伊斯計算科學研究員利?拉普沃思（Leigh Lapworth）強調：“這是一次極為成功的跨界協作，顯著提升了我們的量子應用能力。對容錯量子算法的專注研發，讓我們與合作伙伴在量子糾錯時代到來之際占據了領先地位。”

目前，項目已完成量子算法組件與軟件實現的開發，一旦 Xanadu 的容錯量子硬件投入使用，羅爾斯?羅伊斯即可快速部署相關技術，獲取更高精度的仿真結果。據透露，羅爾斯?羅伊斯計劃到 2028 年實現 100 萬次量子糾錯，2032 年達到 10 億次，2035 年突破 10000 億次，逐步解鎖量子計算在更大規模發動機模擬中的潛力 —— 其目標是求解包含萬億級變量的復雜方程，這一規模遠超當前經典計算機的處理能力。

Riverlane 量子科學家克里斯托夫?松德豪夫（Christoph Sünderhauf）補充道：“量子計算的落地需要經典預處理與量子計算的高效協同，我們的研究與學術團隊合作，大幅加速了這一關鍵步驟，為整個仿真流程的提速奠定了基礎。”

革新航空研發模式，引領工業量子應用

此次突破有望重塑航空發動機的研發范式。仿真效率的提升將推動發動機設計的快速迭代，助力開發更省油、低排放的新一代產品，契合全球航空業減排目標。同時，該項目也為量子計算在工業領域的應用提供了寶貴范本 —— 通過聚焦具體行業痛點，優化量子 - 經典混合架構，讓前沿技術真正產生產業價值。

羅爾斯?羅伊斯、Riverlane 與 Xanadu 均表示，將持續深化合作，推動量子計算在航空動力領域的進一步應用。此次 CATALYST 項目的成功，不僅彰顯了跨學科、跨國界協作的創新價值，也為全球高端制造業借助量子技術實現轉型升級提供了重要借鑒。

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