【行业动态】罗尔斯·罗伊斯联合量子企业突破发动机仿真瓶颈 数周计算缩短至1小时内

导读：近日，英国航空发动机巨头罗尔斯・罗伊斯（Rolls-Royce

）宣布与英国量子计算公司 Riverlane、加拿大量子计算企业 Xanadu 达成突破性合作。三方通过量子计算技术，成功将喷气发动机气流仿真时间从传统的数周缩短至不足 1 小时，部分场景下原型开发效率提升高达 1000 倍，为航空业研发流程革新奠定重要基础。

此次合作依托名为 “CATALYST” 的联合项目，获得了英国创新署（Innovate UK）超过 40 万英镑（约合人民币 367 万元）与加拿大国家研究委员会工业研究援助计划（NRC IRAP）50 万加元（约合人民币 265.77 万元）的联合资助，旨在推动英加两国量子计算技术的工业应用落地，同时响应英国政府提出的国家量子战略目标。

三方协同攻关，破解经典计算痛点

喷气发动机气流仿真需求解大规模线性方程组，长期以来依赖经典超级计算机，冗长的计算周期严重制约了发动机原型迭代与设计优化效率。为突破这一瓶颈，三方构建了互补的技术协作体系：

1.罗尔斯・罗伊斯提供航空发动机仿真的工业级应用场景与计算需求，依托其计算科学团队明确技术难点；

2.Riverlane 聚焦容错量子算法研发，重点解决量子电路参数经典预处理耗时过长的核心瓶颈，通过技术优化使预处理速度与量子计算进程高效匹配；

3.Xanadu 则提供核心软件支撑，其 PennyLane 平台实现量子 - 经典混合编程，自主研发的 Catalyst 编译器针对罗尔斯・罗伊斯的具体应用场景进行定制优化，该编译器基于 MLIR 架构构建，支持量子与经典指令的端到端编译，可显著提升混合计算流程的执行效率。

“我们的核心目标是让量子计算真正服务于工业实际需求，”Xanadu 创始人兼首席执行官克里斯蒂安・威德布鲁克（Christian Weedbrook）表示，“通过 Catalyst 编译器对 PennyLane 程序的深度优化，我们成功攻克了罗尔斯・罗伊斯面临的冗长等待难题。”

技术突破意义深远，布局容错量子未来

此次合作的关键成果不仅在于仿真效率的指数级提升，更在于构建了可落地的量子 - 经典混合计算架构。罗尔斯・罗伊斯计算科学研究员利・拉普沃思（Leigh Lapworth）强调：“这是一次极为成功的跨界协作，显著提升了我们的量子应用能力。对容错量子算法的专注研发，让我们与合作伙伴在量子纠错时代到来之际占据了领先地位。”

目前，项目已完成量子算法组件与软件实现的开发，一旦 Xanadu 的容错量子硬件投入使用，罗尔斯・罗伊斯即可快速部署相关技术，获取更高精度的仿真结果。据透露，罗尔斯・罗伊斯计划到 2028 年实现 100 万次量子纠错，2032 年达到 10 亿次，2035 年突破 10000 亿次，逐步解锁量子计算在更大规模发动机模拟中的潜力 —— 其目标是求解包含万亿级变量的复杂方程，这一规模远超当前经典计算机的处理能力。

Riverlane 量子科学家克里斯托夫・松德豪夫（Christoph Sünderhauf）补充道：“量子计算的落地需要经典预处理与量子计算的高效协同，我们的研究与学术团队合作，大幅加速了这一关键步骤，为整个仿真流程的提速奠定了基础。”

革新航空研发模式，引领工业量子应用

此次突破有望重塑航空发动机的研发范式。仿真效率的提升将推动发动机设计的快速迭代，助力开发更省油、低排放的新一代产品，契合全球航空业减排目标。同时，该项目也为量子计算在工业领域的应用提供了宝贵范本 —— 通过聚焦具体行业痛点，优化量子 - 经典混合架构，让前沿技术真正产生产业价值。

罗尔斯・罗伊斯、Riverlane 与 Xanadu 均表示，将持续深化合作，推动量子计算在航空动力领域的进一步应用。此次 CATALYST 项目的成功，不仅彰显了跨学科、跨国界协作的创新价值，也为全球高端制造业借助量子技术实现转型升级提供了重要借鉴。

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