IonQ 和 Synopsys 报告工程仿真速度提升高达 14.6%

内部简报

• IonQ 和 Synopsys 报告了量子增强仿真工作流，在多个工业工程模型中将运行时间缩短了高达 14.6%。
• 该研究将一种量子算法集成到 Synopsys 的 Ansys LS-DYNA 软件中，并使用高达 150 个量子比特的模拟，对拥有高达 3500 万个数据点网格的模型进行了测试。
• 这项工作在 IonQ 的 36 量子比特 Forte 系统上进行了物理验证，并荣获 IEEE Quantum Week 2026 1st Place 最佳论文奖。

新闻稿 — IonQ (NYSE: IONQ)，全球领先的全栈量子平台和代工厂，今日详细介绍了与 Synopsys 合作开展的研究。该出版物展示的初步结果表明，集成到主流工程软件中的量子算法可以将复杂的工业设计加速高达 14.6%。研究表明，混合量子计算可以解决经典超级计算机的主要计算瓶颈。它还在多伦多举行的 IEEE Quantum Week 2026 上获得了 1st Place 最佳论文奖。

从汽车、传感器到核反应堆，设计产品的公司都依赖仿真来预测产品在真实物理环境下的性能。更大规模的仿真（例如用于虚拟碰撞测试和空气动力学分析的仿真）可能需要大量的计算资源。这些资源是求解包含数亿个变量的大型方程组所必需的。根据仿真设置的不同，标准计算机可能会产生额外的计算，从而消耗内存并延长处理时间。

为了解决这个问题，仿真软件尝试在求解方程组之前对其进行高效重组。在这项研究中，IonQ 和 Synopsys 将一种先进的量子算法直接植入 Synopsys 行业标准的 Ansys LS-DYNA 仿真软件中。量子系统不再依赖传统的、耗时的试错法来寻找最佳设置，而是像一个高效的交通警察一样运作。它迅速识别出组织数据的最佳方式，从而完全避免了那些不必要的计算。

“喷气发动机或汽车碰撞测试的工程仿真需要极大的经典计算集群一次运行数天。通过将先进的量子算法嵌入核心工作流，我们将总仿真时间缩短了高达 14.6%，”IonQ 量子解决方案副总裁兼技术院士、该论文的合著者 Martin Roetteler 博士表示。“由于这一复杂的组织步骤在仿真开始时只需进行一次，因此节省的时间会不断产生回报。这意味着工业用户可以获得更快的解决方案、更低的计算成本和更低的能耗。”

这项新研究建立在团队先前的研究基础之上。这一次，团队在汽车、工业钻头组件、流体叶轮和喷气发动机总成的复杂数字模型上测试了混合工作流。该研究采用的网格由高达 3500 万个独立数据点组成。数值模拟在高达 150 个量子比特上进行，物理执行在 IonQ 的 36 量子比特 Forte 离子阱量子计算机上得到了验证。

在所有测试的工业模型中，量子增强排序方法带来了至少 5.9% 的持续运行时间改进，在复杂动态仿真中，总时间缩减峰值达到 14.6%。这意味着一个通常需要在经典超级计算机上连续运行 7 天的大规模数字压力测试，可以节省大约整整一天的持续计算时间。

“通过与 IonQ 合作，我们正在推动量子计算机和混合仿真工作负载的发展，为工程设计和优化开启新的可能性，”Synopsys 创新高级副总裁 Prith Banerjee 表示。“量子计算机有潜力在提高预测准确性的同时，大幅加速大型仿真工作负载。通过专注于 NISQ 时代可实现的突破，我们可以在短期内为客户释放部分潜力，同时为容错量子计算的全面前景做好准备。”

这篇名为“End-to-end Performance of Quantum-Accelerated Large-Scale Linear Algebra Workflows”（量子加速大规模线性代数工作流的端到端性能）的研究论文，是 IonQ 在 9 月 13 日至 18 日于加拿大多伦多举行的 IEEE Quantum Week 2026 上被录用的九篇研究论文之一。