Исследователи из Университета Питтсбурга и Университета штата Пенсильвания получили грант на разработку алгоритмов для моделирования турбулентности с помощью квантовых компьютеров. Проект, получивший название «Турбулентность малых масштабов как квантовая система», рассчитан на два года и направлен на углубление понимания природы турбулентности и возможностей квантовых вычислений для моделирования сложных систем.
Турбулентность, проявляющаяся в самых разных явлениях — от воздушных потоков до кровотока, представляет собой одну из наиболее сложных задач для расчета. По словам известного физика Ричарда Фейнмана, это «важнейшая нерешенная проблема классической физики». Сложность заключается в том, что турбулентные потоки состоят из вихрей различных размеров, которые взаимодействуют друг с другом, создавая хаотичные и непредсказуемые движения. Полное моделирование всех этих масштабов требует колоссальных вычислительных ресурсов. Как отметил Хуан Хосе Мендоса Аренас, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Университета Питтсбурга, симуляция турбулентного потока воздуха вокруг крыла самолета в стандартных условиях полета на обычном компьютере может занять миллионы лет.
Традиционные методы моделирования фокусируются на крупномасштабных движениях, аппроксимируя меньшие, что позволяет экономить вычислительную мощность. Однако такой подход не дает полного представления о процессе, что критически важно для таких областей, как инженерия и медицина.
Ученые возлагают надежды на квантовые компьютеры, которые все чаще рассматриваются как инструмент для решения сложнейших задач. Профессора Мендоса Аренас и Сян Ян (Xiang Yang) из Университета штата Пенсильвания получили престижный грант New Initiative Grant от Фонда Чарльза Э. Кауфмана для реализации своего двухлетнего проекта.
По материалам: news.engineering.pitt.edu