[发明专利]一种材料变形的量子模拟方法、装置、终端及存储介质

说明书

本发明公开了一种材料变形的量子模拟方法、装置、终端及存储介质，方法包括：利用DQC可微分量子线路算法，构造用于模拟材料变形的位移函数的试验解，作为所述位移函数的假设；根据PMPE最小势能原理，对所述位移函数中的变分参数进行优化，以使材料的系统总势能最小，最终得到所述位移函数的近似解，以模拟材料变形对应的系统位移。利用本发明实施例，能够发挥量子计算的并行加速优势，解决量子计算在材料形变中的应用问题，并填补相关技术的空白。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种材料变形的量子模拟方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。

材料变形是现代工业生产中的一个重要过程，尤其是在汽车生产中。在工程应用初期，对材料变形特性的研究主要以实验方法为主。然而，由于复杂的几何形状或高昂的实验成本，实验方法非常不合适。随着计算机的发展，利用数值模拟研究材料变形和优化设计成为可能，数值模拟在当前工业预生产过程中具有不可替代的作用。

目前，随着量子计算的不断发展，越来越多的量子算法应运而生。然而，对解决生产中材料变形问题的方面，缺少量子计算在该方面的应用，以充分发挥量子计算的并行加速优势，这是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种材料变形的量子模拟方法、装置、终端及存储介质，以解决现有技术中的不足，能够发挥量子计算的并行加速优势，解决量子计算在材料形变中的应用问题，并填补相关技术的空白。

本申请的一个实施例提供了一种材料变形的量子模拟方法，方法包括：

利用DQC可微分量子线路算法，构造用于模拟材料变形的位移函数的试验解，作为所述位移函数的假设；

根据PMPE最小势能原理，对所述位移函数中的变分参数进行优化，以使材料的系统总势能最小，最终得到所述位移函数的近似解，以模拟材料变形对应的系统位移。

可选的，所述利用DQC可微分量子线路算法，构造用于模拟材料变形的位移函数的试验解，包括：

构造DQC算法对应的量子线路，对所述量子线路进行测量，得到用于模拟材料变形的位移函数的试验解。

可选的，所述构造DQC算法对应的量子线路，对所述量子线路进行测量，得到用于模拟材料变形的位移函数的试验解，包括：

分别构造特征映射子量子线路、变分子量子线路，以组成DQC算法对应的量子线路，其中，所述特征映射子量子线路用于形成函数拟合的基函数，所述变分子量子线路用于对所述基函数进行操作，以满足PMPE原理；

基于用于读取量子线路信息的可观测量，对所述量子线路进行测量，得到用于模拟材料变形的位移函数的试验解。

可选的，所述根据PMPE最小势能原理，对所述位移函数中的变分参数进行优化，以使材料的系统总势能最小，最终得到所述位移函数的近似解，包括：

获取材料的第一系统总势能，根据所述第一系统总势能，确定所述位移函数的试验解所表示的第二系统总势能；

迭代更新所述变分子量子线路中的变分参数，直至所述第二系统总势能达到最小值，得到所述位移函数的近似解。

本申请的又一实施例提供了一种材料变形的量子模拟装置，装置包括：

构造模块，用于利用DQC可微分量子线路算法，构造用于模拟材料变形的位移函数的试验解，作为所述位移函数的假设；