量子计算的崛起——为建筑环境与城市微气候研究带来的突破

量子计算是一种利用量子叠加、纠缠、干涉和隧穿效应来解决经典计算机难以处理的复杂问题的新型计算范式。本文阐述了量子计算的基本原理与发展历程,探讨了其在建筑环境与城市微气候研究中的潜在应用。在建筑领域,量子计算有望优化能源管理、提升暖通空调系统控制效率,并改进电动汽车充电网络规划。针对城市微气候,该技术可加速可再生能源规划进程,支持多目标设计优化,从而更好地协调城市建筑性能与气候条件之间的关系。鉴于当前量子硬件仍处于“含噪声中等规模量子(NISQ)”发展阶段,研究人员提出了“BITE”原则来指导量子加速问题的筛选:B(大规模搜索)、I(轻量输入)、T(微型计算)、E(评估优化)。尽管量子计算仍面临噪声干扰和硬件限制等挑战,但这项技术为构建更具气候适应性、可持续性和能源高效性的未来城市提供了广阔前景。
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提交arXiv: 2026-04-20 15:25

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