量子科技中心_量科网

并发多尺度有限元方法的计算成本主要来源于在宏观积分点处重复求解微观代表体积元（RVE）问题。该工作提出了一种量子-经典混合的多尺度有限元分析框架（QAFE2），通过利用量子并行性从根本上改变基于RVE的均匀化计算规模。在单个RVE层面，所提出的量子求解器实现了关于微观离散尺寸的多对数级复杂度，相比现有最佳经典求解器获得了指数级渐进加速。更重要的是，QAFE2利用量子叠加和纠缠特性，通过单次量子运算即可求解与所有宏观积分点相关联的完整RVE问题集合——这种内禀的量子并发能力在经典计算中没有对应实现。针对已知解析解的一维和二维模型问题的数值实验证实了该方法的准确性，并验证了理论计算规模和并行性能。