【ZiDongHua 之“自动化学院派”标注关键词：图灵量子 人工智能 智慧交通 可持续发展 数字化转型 】
 

　　「量子+能源」场景应用，图灵量子携手西安科技大学助力矿井安全升级

 
　　矿井通风系统直接关系矿工安全与煤矿生产，但传统解算方法存在计算量大、仿真慢、分析不准等问题。日前，图灵量子已与西安科技大学达成战略合作，共建「煤矿一通三防技术量子计算联合实验室」，推动量子计算与能源产业进入实质性协同阶段。「图灵量子」利用自研的DeepQuantum量子计算编程框架，在矿井通风网络解算领域实现重要突破，成功将量子计算技术应用于复杂通风网络系统的精准模拟与优化。这一创新不仅大幅提升了矿井通风设计的精度与效率，也为能源行业的数字化转型提供了全新的技术路径。
 
 
　　量子计算助力实现能源场景中的新应用
 
　　矿井通风系统是煤矿安全生产的「生命线」，其设计合理性与运行可靠性至关重要。传统通风网络解算受限于计算能力，面对庞大复杂的网络拓扑结构时，存在算不快、算不准、仿真慢、成本高等问题，难以满足现代化矿井在灾变工况下快速模拟与实时决策的需求。
 
　　针对这一行业痛点，「图灵量子」与西安科技大学合作，利用量子牛顿法（QCGA）与变分量子线性求解器（VQLS）的混合量子算法进行矿井通风系统的风网解算。该算法将通风网络抽象为「节点—分支」图结构，借助图论矩阵将气流流动的物理约束转化为数学方程，利用量子计算的并行处理与优化能力，实现对通风系统各类工况——正常生产与瓦斯爆炸、火灾、风机故障等异常情况的快速精准模拟。
 
　　在计算应用中，DeepQuantum量子计算编程框架展现出显著的技术优势，既验证了量子计算在复杂网络求解中的实用价值，也为量子技术赋能能源、制造、交通等行业提供了可复用的技术范式。
 
 
　　矿井通风系统
 
　　算力飞跃，量子加速带来十余倍效率提升
 
　　在矿井通风网络解算中，「图灵量子」的DeepQuantum版本算法表现优异。下表展示了量子牛顿法与量子算法的DeepQuantum代码版本和PennyLane代码版本的表现：
 
 
　　值得一提的是，PennyLane作为国际领先的光量子计算编程框架，代表了该领域的全球顶尖水准。而「图灵量子」自主研发的DeepQuantum框架，正是在与这类先进系统的直接对比中，展现出显著的性能优势。实验结果显示，与PennyLane版本的量子计算相比，DeepQuantum版本的量子牛顿法（QCGA）在计算速度上加快了约11.9倍，而变分量子线性求解（VQLS）则加快了约12.8倍。
 
　　这一巨大的计算加速优势，使得在处理复杂的矿井通风网络解算问题时，能够更快速地提供解决方案，极大地提高了工作效率。随着网络复杂度和实时解算需求增加，传统方法效率下降，而量子计算的性能比较稳健，能更好地适应「平战结合」通风系统各类场景。
 
　　携手西安科技大学，攻破能源领域关键技术
 
　　西安科技大学拥有安全技术及工程国家重点学科、8个省级优势特色学科，覆盖49个二级学科，体系完整。学校在利用计算机进行煤矿通风网络解算方面由上世纪 80 年代常心坦教授归国后开始，经团队李政平、张俭让、李学文、周丽红等几十年发展，到如今由闫振国、吴奉亮等推动了在智能化方面的重大进展。目前，学校正系统开展智能通风与灾害防控的量子计算应用研究，重点围绕矿井「一通三防」进行量子理论构建、量子态神经网络算法开发、矿用量子设备架构设计及相关灾害场景的量子模拟分析，为矿山安全与通风智能化提供关键技术支撑。
 
　　此次，「图灵量子」与西安科技大学在矿井通风网络解算方面开展深入合作，将共同探索量子计算技术在能源矿井领域的应用前景。通过双方的共同努力，不仅在技术上取得了重大突破，更为未来在能源矿井等方向上的更多合作奠定了坚实的基础。
 
　　后续，「图灵量子」将增强与西安科技大学等高校和科研机构的密切合作，共同推进量子计算在能源矿井领域的更多研究与应用项目。双方将通过优势互补与资源整合，推动量子计算在能源领域的深入发展，为传统能源行业数字化转型提供技术支持，助力可持续发展。
 
　　基于GEN2光量子计算系统的真机验证规划
 
　　未来，「图灵量子」将把矿井通风网络解算的混合量子算法全面迁移到自研的大规模可编程光量子计算系统TuringQ GEN2上，开展真机实验验证。TuringQ GEN2是具有不少于50个光子的混合光量子计算系统，基于可编程光量子计算架构，深度集成量子光源模块、光量子计算网络模块、单光子探测模块及符合计数模块，形成面向工程应用的一体化量子计算平台。
 
　　该系统支持标准化IDC机房部署，可在室温条件下稳定运行，并通过自研的XLINK互联技术，实现CPU–GPU–QPU–OPU之间的高速任意拓扑互联，便于量子真机嵌入现有数智化算力体系。单个GEN2系统可等效数十个量子比特，并可通过光纤实现跨机架、远距离的高效协同计算，使分散的量子计算单元形成统一的「量子算力池」。
 
　　在此基础上，将围绕矿井通风复杂工况仿真与实时优化调度开展真机测试，评估算法在噪声环境下的鲁棒性与可扩展性，为后续面向更大规模能源网络与工业系统的工程化落地奠定基础。
 
　　量子计算，赋能传统行业智慧未来
 
　　「图灵量子」在能源矿井领域的创新应用和核心优势，展示了量子计算技术在传统行业中的巨大潜力和价值。通过先进的量子算法和优化策略，「图灵量子」成功解决了矿井通风网络解算中的复杂问题，为矿井的安全生产提供了有力保障。同时，与西安科技大学等高校的深度合作，也为未来在能源矿井等方向上的更多合作提供了广阔的空间。
 
　　欢迎交流
 
　　「图灵量子」将继续致力于量子计算技术的研发和应用，不断探索新的领域和应用场景，为各行业提供更高效、更优化的解决方案。我们相信，随着量子计算技术的不断发展和应用，它将为人类社会的发展带来更多的机遇和变革。
 
 
　　关于「图灵量子」
 
　　「图灵量子」是全球领先的专注于光量子计算的公司，始终致力用光子芯片和量子计算驱动算力变革，打造了芯片、计算机、算法平台等软硬一体、全栈自主可控的产品体系，参与建设国内首个光子芯片中试线、国内首个量子人工智能计算中心。未来，「图灵量子」将继续秉持开放合作、互利共赢的理念，与更多产业链上下游公司展开全方位深层次多元化合作拓展光量子计算在人工智能、金融科技、生物医药、智慧交通等行业的落地场景，全力推动芯、光、智、算的融合应用。