Rối loạn, vũ điệu hỗn loạn của các chất lỏng xoáy, từ lâu đã thách thức các nhà khoa học và kỹ sư. Một cách tiếp cận mới, lấy cảm hứng từ điện toán lượng tử, hứa hẹn sẽ cách mạng hóa cách chúng ta dự đoán và hiểu hiện tượng này. Bước đột phá này, được phát triển bởi một nhóm Oxford, có thể dẫn đến thiết kế máy bay hiệu quả hơn, mô hình thời tiết được cải thiện và những tiến bộ trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Điểm mấu chốt nằm ở việc sử dụng mạng tensor, một cấu trúc tính toán được mượn từ vật lý nhiều vật thể lượng tử. Phương pháp này đơn giản hóa các bản đồ xác suất phức tạp của trạng thái chất lỏng, mã hóa chúng thành một chuỗi các đối tượng toán học. Điều này cho phép các mô phỏng chạy trên ít tài nguyên hơn nhiều, đạt được kết quả trong vài giờ trên một lõi CPU duy nhất mà trước đây phải mất vài ngày trên một siêu máy tính.
Một thành tựu quan trọng là khả năng của thuật toán trong việc xử lý rối loạn phản ứng, nơi các hóa chất tương tác trong khi chảy. Mô phỏng theo dõi chính xác cách các chất trộn lẫn và phản ứng, có khả năng dẫn đến các mô hình đốt cháy tốt hơn và các lò phản ứng hóa học công nghiệp được cải thiện. Mặc dù vẫn còn những thách thức trong việc mở rộng quy mô lên các hệ thống phức tạp hơn, nhưng cách tiếp cận lấy cảm hứng từ lượng tử này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc giải quyết sự hỗn loạn và những tác động thực tế của nó.
Các ứng dụng tiềm năng là rất lớn, mở rộng ra ngoài động lực học chất lỏng đến các lĩnh vực như tài chính và sinh học, nơi sự hỗn loạn chiếm ưu thế. Khi điện toán phát triển, phần cứng chuyên dụng và chip lượng tử chuyên dụng có thể đẩy nhanh hơn nữa các mô phỏng này. Điều này có thể mở đường cho dự báo thời tiết chính xác hơn, thiết kế hàng không vũ trụ được tối ưu hóa và các giải pháp năng lượng sạch hơn, tác động đến các ngành công nghiệp dựa vào việc dự đoán và kiểm soát hành vi của chất lỏng.