量子计算及其在空气动力学中的应用前景综述

量子计算是最重要的后摩尔计算技术之一，拥有经典计算机无可比拟的超强计算能力，未来能够对各行业应用产生颠覆性的影响。针对量子计算给空气动力学带来的机遇和挑战，详细综述了量子计算机、量子算法、量子底层软件栈等方面的研究进展。结合空气动力学领域常用的基础方法，在综述量子计算线性方程组求解、插值操作、数值积分、优化搜索等最新进展的基础上，结合典型量子算法深入分析了量子计算在空气动力学领域的应用前景，并指出了需要重点关注的研究方向。     

蔡晋生 流体力学、飞行器气动布局设计专家

请您简要介绍一下计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)以及飞行器气动布局设计技术在航空航天领域的应用情况.     

本期文章点评

一百多年前由Planck能量子假设引发的“第一次量子革命”将人类的认知由宏观推向了微观,发现了更加广阔而深邃的科学领域,推动了探索和控制微观粒子技术革命的蓬勃发展。如今,量子技术已成为世界最重要的前沿科技领域之一,是“第二次量子革命”兴起的重要标志。与传统技术手段相比,量子技术具有获取信息更精确、信息丰裕度更高、传输更安全、处理速度更快和存储容量更大等显著特点,有望进一步改变人类获取和使用信息的方式与能力,已成为世界各国技术创新的重点和热点领域之一。     

经理人online

携手中国航空工业共拓通航新商机霍尼韦尔航空航天集团总部位于美国亚利桑那州的凤凰城,业务遍及全球100多个国家和地区,有超过3万名员工。霍尼韦尔在航空航天领域拥有最宽广的产品线,从航空机械到航空电子均有覆盖。全球主要机     

把握需求 实现双赢——本刊总编辑刘柱与德国西门子自动化与驱动集团运动控制部全球航空航天业务总经理Dirk Rabeneck对话

作为西门子公司中最大的集团之一和西门子工业领域的重要组成部分,西门子自动化与驱动集团(A&D)可谓是自动化和驱动领域的行业领军企业,而运动控制部又是其核心.在第九届中国国际机床工具展览会(CIMES 2008)前夕,本刊专访了西门子自动化与驱动集团(A&D)运动控制部全球航空航天业务总经理Dirk Rabeneck先生,就A&D在全球航空航天领域的发展等问题展开对话.     

星基量子定位导航系统的测距、定位与导航

基于量子定位导航系统原理,设计并分析了基于3颗卫星的星基量子定位导航系统的测距与定位过程,包括星地光链路的建立、量子纠缠光的发射与接收、到达时间差的获取、量子定位导航系统的测距,以及用户坐标的计算与导航,并对量子定位导航系统中的每个过程的实现进行了详细的阐述。     

序言

随着量子光学、原子物理学等领域的飞速发展,惯性测量已经迈入量子时代,量子惯性测量已成为惯性测量技术的重要发展方向,在当今受到越来越广泛的关注。“惯性测量与量子技术”专栏,致力于探索利用量子效应进行惯性测量的物理机理,发掘超高灵敏量子惯性测量的方法,以促进量子惯性测量技术的发展。     

制造业经理人online

西门子数控技术与中国航空航天事业共同成长中国是全球最活跃的制造市场之一,西门子公司生产的Sinumerik数控系统以其产品线广、功能强大而被国内客户广泛接受,尤其是在航空航天等高端领域,西门子公司的840D更成为客户首选的数控系统。究其原因,     

量子遗传算法在航空发动机PID控制中的应用

分析研究了量子遗传算法(Quantum Genetic A lgorithm-QGA)的原理及其优势,将有指导的群体灾变及多宇宙并行演化策略引入量子遗传算法,改善其收敛性。以理想二阶系统为参考模型,实际系统响应曲线与参考模型响应曲线误差积分为目标函数,使用量子遗传算法进行发动机PID控制器参数优化并进行了数字仿真。仿真结果表明,量子遗传算法具有较好的全局收敛能力,应用于PID控制器控制参数优化后,控制器的控制效果良好,其在发动机控制系统中有较高的应用价值。     

DR/GPS组合导航系统滤波技术研究

陆用航位推算系统（DR）的精度主要受到里程系数和航向误差的制约,其误差模型本质具有非线性,因此采用非线性滤波算法能显著提高里程系数和航向误差的估计精度。本文将粒子滤波应用到航位推算（DR）/GPS组合导航系统数据融合过程中,对航位推算 (DR) 与GPS组合导航系统中的里程系数误差和航向误差进行辨识估计,并对里程系数和航向进行修正。粒子滤波存在的主要问题是粒子的退化现象严重,本文将量子粒子群优化 (PSO) 算法与粒子滤波相结合,提出了量子PSO粒子滤波算法,该算法采用量子位对粒子进行编码,引入量子旋转门与变异操作保持了粒子集的多样性,通过量子PSO搜索寻优重新分配粒子,使粒子集有效地逼近真实的后验概率分布,从而有效地减轻了退化现象,提高了粒子滤波的精度。跑车实验结果表明,该算法有效地抑制了DR导航系统误差的增长,提高了组合导航系统的定位精度。     

信息动态

Altair是世界领先的工程技术开发者,自1985年以来一直致力于为企业决策者和技术执行者开发用于仿真分析、优化、信息可视化、流程自动化和云计算的高端技术.Altair凭借其在创新产品的设计与研发、先进的工程软件和网络计算技术上的丰富经验,为分布在全球70多个国家和地区的7000多家客户,包括汽车、航空航天、政府军工、消费品等诸多行业提供着高附加值的服务和解决方案.近日,本刊记者就Altair在航空航天领域的发展业绩以及未来发展策略对Altair亚太区高级副总裁Nelson Dias先生进行了专访.     

Altair公司提升高性能计算效率

Altair公司具备高性能计算求解器、仿真技术,以及高性能计算管理工具,并能应用这些解决方案和工具帮助航空航天业实现高效、便捷的高性能计算。     

量子成像关键技术及研究进展

量子成像从1995年利用纠缠光源实现至今已有20多年的历史.目前,量子成像已经与压缩感知传感、激光雷达、结构光照明等各个领域形成了多学科交叉.本文回顾了量子成像技术的发展历程,列出了量子成像的关键技术及研究进展,展望了量子成像技术的发展趋势.     

复材先锋进军中国——本刊总编辑刘柱专访了氰特工程材料公司的母公司美国氰特工业公司的总裁兼首席执行官Shane D.Fleming先生

氰特工业公司作为全球领先的化工产品和特种材料供应商,其业务范围覆盖航空航天、汽车、化工等多个领域,其全资子公司氰特工程材料公司作为公司旗下专为全球航空领域提供先进材料和技术解决方案的供应商,在世界范围内拥有众多的用户,其中不乏空客、波音等知名企业.     

量子密码通信技术及其应用模式研究

阐述了经典密码体制的局限性及存在的潜在威胁,简要介绍了量子密码体制及其发展情况,着重对量子密码通信技术在载人航天后续任务中的应用模式进行了探讨。提出了3种构建天地量子密码体制的应用方案。     

近地航天器量子导航定位卡尔曼滤波算法研究

针对近地航天器量子导航定位系统,为了进一步提高其定位精度,利用滤波技术将QPS测量值结合航天器的运动模型进行状态量的滤波估计.给出了基于基线干涉原理的量子定位系统观测方程和以二体运动为主的航天器轨道运动模型,在此基础上详细推导了扩展卡尔曼滤波处理过程,并针对该模型进行了仿真.仿真结果表明,基于EKF的量子导航定位精度有明显提高.     

粘性量子流体动力学模型的Zero-space-charge极限

粘性量子流体动力学模型具有一定的实际意义和理论价值,是半导体研究中的重要组成部分.粘性量子流体动力学模型是由电子密度,电流密度所满足的两个守恒方程和Poisson方程所组成的.一维稳定状态的粘性量子流体动力学模型是我们的研究对象,研究目标是此模型在一定条件下的Zero-space-charge极限的存在性.     

美国加强纳米技术在宇航领域应用研究

进入21世纪以来,纳米技术的研究与开发在全球范围内甚为活跃,目前已从概念研究逐步转向应用研究开发阶段.欧、美、日竞相抢占纳米技术应用的制高点,欲在航空航天这样的高技术领域成功应用纳米技术.     

整合的力量——探究欧洲航空航天工业的一体化进程

欧洲各国在联手推进航空航天和防务工业一体化方面取得了巨大成功.在全球航空航天和防务市场上,一些欧洲企业已经成为可以与美国一决雌雄的竞争对手.欧洲航空航天与防务工业力量整合的成功固然与欧洲本身特殊的政治、经济条件和地理环境不无关系,但其中也不乏值得我们借鉴的经验.     

量子密钥通信在分布式航天测控网中的应用研究

随着分布式航天测控网技术的不断发展,分布式航天测控网面临着信息安全问题.本文通过分析和研究各种信息加密技术,针对经典加密技术不能保证信息绝对保密性的弊端,考虑利用以量子力学为基础的量子密钥分配技术来保证测控信息传输的绝对安全.基于密钥这种"绝对保密"的方法与分布式航天测控网技术结合的思想,本文提出了量子密钥通信与分布式航天测控网相结合的密钥分配模型.