量子计算将如何“牵手”汽车工程领域？

汽车工程作为现代工程技术的重要领域之一，面临着日益复杂的挑战。如何将强大的量子算力赋能于汽车工程领域？10月25日，由中国汽车工程学会（China SAE）主办，中国计算机学会（CCF）量子计算专业委员会协办的中国汽车工程学会量子计算分论坛（汽车科技前瞻论坛）在北京成功召开。本源量子作为论坛主席单位，CCF量子计算专委会副主任、本源量子公司总经理张辉参会并就量子计算在汽车工程领域的应用作现场报告。现场还邀请有中国计算机学会量子计算专业委员会的上海大学教授王潮，北京航空航天大学网络空间安全学院教授尚涛，鹏城实验室副研究员郑盛根分别作《融合直觉推理与类脑认知的真实量子计算机交通领域应用探索》《量子单向函数及其应用》《量子算法——从理论到在汽车等领域的应用》报告。

图：本源量子总经理张辉在论坛现场作报告 （来源：中国汽车工程学会）

相比传统计算机使用二进制来存储和处理信息，量子计算利用量子比特代替传统的二进制位，使得计算能力大幅提升。

这使得在汽车工程领域，利用量子计算进行电池设计、车联网优化、智能驾驶系统、整车制造成为可能。

• 量子计算可以帮助汽车工程师们更加精确地模拟和分析车辆的物理过程，如空气动力学、刹车系统和悬挂系统等。

本源量子在2021年发布了首个基于量子计算原理的计算流体动力学软件——本源量禹（QCFD）。本源量禹能够实现气动优化设计过程中的高效模拟，提高如汽车领域的气动优化效率，降低风阻和风噪。

 

量子计算可以用于研究新型汽车电池材料，如锂离子电池、固态电池等，以寻找更高能量密度、更安全、更环保的电池材料。通过量子计算模拟化学反应过程，能够更准确地预测新材料的性能，从而降低实验成本和时间。

本源量子在2019年发布了全球首款量子计算化学软件ChemiQ，其量子计算化学编程软件包（pyChemiQ）在今年上线至本源量子云平台。研究人员可以利用这款软件来“计算”材料合成中的化学过程，输入实验中需要的参数就可以得出相应的结果，帮助相关领域研究人员通过量子计算的方式更快速地解决化学问题。

在智能座舱、传感器、数据处理、自动驾驶系统优化和交通流量优化等方面，量子计算还可以优化行车体验，更加准确地分析和预测交通状况，提供更高效、更安全的出行方案……

VQNet是本源量子开发的新一代量子与经典统一的机器学习框架，同时支持量子机器学习和经典机器学习模型的构建、训练，可应用于量子神经网络与深度学习、模式识别和分类、自然语言处理等领域，完成语音、图像识别，图像处理，大数据分析等任务。

 

量子计算的强大计算能力和快速处理速度，有望为汽车工程带来巨大变革。

——全球知名汽车技术供应商Bosch联合IBM公司已使用20多台IBM量子计算机模拟开发目前用于发动机和燃料电池的金属、稀土元素的替代品。

——现代汽车公司与全球第一家量子计算上市公司IonQ合作实现了在量子硬件上具有相关波函数的最大完整VQE模拟，展示了量子计算如何参与下一代电动汽车电池化学反应的锂化合物研发。

——宝马公司与霍尼韦尔量子解决方案公司Quantinuum联合开发一种量子-经典混合工作流程，准确模拟铂基催化剂表面氧还原反应，以期解决燃料电池问题。

——奔驰公司与美国量子计算公司PsiQuantum长期合作，探索容错量子计算机如何加速以锂离子（Li-ion）电池为例的电动汽车电池设计。

……量子计算时代，值得我们期待更加智能、高效、安全的汽车系统。（完）