[发明专利]基于量子计算的材料变形模拟方法、装置、终端及介质

说明书

本发明公开了一种基于量子计算的材料变形模拟方法、装置、终端及介质，方法包括：获取用于模拟材料变形的控制方程；对所述控制方程进行离散化，得到离散化方程；对所述离散化方程进行线性化处理，得到线性方程；利用VQLS变分量子线性求解器，计算所述线性方程的解，实现材料变形模拟。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，特别是一种基于量子计算的材料变形模拟方法、装置、终端及介质。

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基于量子计算的材料变形模拟方法、装置、终端及介质，以解决现有技术中的不足，它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基于量子计算的材料变形模拟方法，所述方法包括：

获取用于模拟材料变形的控制方程；

对所述控制方程进行离散化，得到离散化方程；

对所述离散化方程进行线性化处理，得到线性方程；

利用VQLS变分量子线性求解器，计算所述线性方程的解，实现材料变形模拟。

可选的，所述方法还包括：

在所述得到线性方程之后，降低所述线性方程的矩阵条件数。

可选的，所述方法还包括：

在所述计算所述线性方程的解之后，将所述线性方程的解转换为经典数据。

可选的，所述对所述控制方程进行离散化，得到离散化方程，包括：

利用FEM有限元法对所述控制方程进行离散化，得到离散化方程。

可选的，所述将所述离散化方程进行线性化处理，得到线性方程，包括：

利用迭代法对所述离散化方程进行线性化处理，得到线性方程。

可选的，所述利用VQLS变分量子线性求解器，计算所述线性方程的解，包括：

构造所述线性方程对应的哈密顿量；

求解所述哈密顿量的基态，作为所述线性方程的解。

可选的，所述求解所述哈密顿量的基态，作为所述线性方程的解，包括：

利用绝热算法求解所述哈密顿量的基态，作为所述线性方程的解。

本申请的又一实施例提供了一种基于量子计算的材料变形模拟装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取用于模拟材料变形的控制方程；