QuanscientとHaiquは、計算流体力学（CFD）シミュレーションを高速化するために設計された新しい量子アルゴリズムを発表した。研究者らは、障害物を含む15ステップの非線形流体ベンチマークの実行に成功し、これは現在、量子格子ボルツマン法（QLBM）の物理的に最も複雑なハードウェア実証となっている。このベンチマークはIBM Heron R3量子プロセッサ上で実施され、複雑な流体挙動が従来必要とされていたよりも大幅に少ない量子ビットと計算操作でシミュレート可能であることを実証した。
この成果の技術的中核は、新しいOne-Step Simplified LBM（OSSLBM）である。従来、QLBMの実装はリソースを大量に消費し、しばしば近い将来のハードウェアで利用可能な量子ビット数や回路深度を超えていた。Haiquのミドルウェアとランタイム層を活用することで、チームは回路深度を削減し、的を絞ったエラー低減技術を適用した。これにより、ハードウェアノイズが存在する中でも、システムが定常状態への収束を維持することが可能になった。OSSLBMフレームワークは、以前のモデルよりも著しく柔軟性が高く、線形音響学から非線形ナビエ・ストークス問題まで、より広範囲の物理現象を量子・古典ハイブリッドループ内でモデル化することを可能にする。
産業用CFDは、航空宇宙、自動車、エネルギー分野の基盤であり、気流や液体の乱流をシミュレートするには古典的スーパーコンピュータで数週間かかることがある。この共同研究は、単純な線形実証を超えて現実的なエンジニアリング応用に向かうための実用的な道筋を示している。現在のハードウェアは依然として非ユニタリ性と振幅散逸の課題に直面しているが、QuanscientとHaiquの結果は、適切なアルゴリズム的「ミドルウェア」があれば、量子システムがスケールし続けるにつれて、産業的に関連性のある流体シミュレーションが予想よりも早く商業的実行可能性に到達する可能性があることを示唆している。
OSSLBMの実装に関する完全な技術的結果とデータについては、arXivの研究論文を参照のこと。Quanscientからの公式発表も確認できる。
2026年4月2日
