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科学家在管制物理学中最迂腐的未管制问题上获取“凄冷的发扬”

凯蒂·亨特

CNN记者凯蒂·亨特报谈

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好意思国东部时期2025年2月6日星期四上昼10:18发布

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木星的红斑，一个庞杂的风暴系统，是湍流的一个例子。好意思国国度航空航天局·戈达德航天翱游中心

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科学家在看法湍流的模式和结构方面获取了飞跃——湍流是一种在流动的水、洋流、化学响应、血流、风暴云、烟流致使恒星等离子体等流体中不雅察到的天然征象。

天然湍流是紊乱和不规矩的，因为流体的通顺导致较大的涡流或旋涡造成并分解成较小的涡流或旋涡，但物理学家始终以来一直试图使用数学方程和蓄意机来筹谋和模拟这依然由。但是，即使有了当代超等蓄意机，除了最简便的湍流以外，对所有湍流的径直和精准模拟仍然驴年马月，对湍流的统统率会困扰了筹谋东谈主员梗概200年。

咫尺，一个海外科学家小组始创了一种模拟湍流的新范例，继承了量子蓄意启发的范例，这在1月29日发表在《科学发扬》杂志上的一项筹谋中有所神志。

该筹谋的主要作家、牛津大学物理系筹谋员Nik Gourianov暗示，精准建模和预见这一征象的才能在科学和工程范围有好多本体应用，可能会改动飞机、汽车、螺旋桨、东谈主工腹黑的遐想，并使天气预见愈加准确。

“湍流曩昔是，咫尺仍然是一个未管制的问题，因为咱们不可在蓄意机上精准模拟真实的气流，也即是说，咱们仍然需要风洞来遐想飞机机翼。但是像咱们这么的罕见'冲破’了这个问题，并鼓吹了这个范围，”古里亚诺夫说。

Gourianov解释说，大多数以前模拟湍流的范例依赖于顺服性战术，这种战术使用一组特定的开动条目老是会产生疏浚的恶果。相背，新的筹谋从概率上模拟了湍流的波动，这种范例接头了立时变化。

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该团队将量子蓄意启发的算法应用于湍流，使他们大约在几个小时内完成一个经典算法在所有这个词超等蓄意机上需要几天才能完成的蓄意。

量子蓄意机处理信息的模式与经典蓄意机统统不同。传统蓄意机使用比特进行蓄意:数据每次以一种情状存在，1或0。量子蓄意机使用量子比特(或“q比特”)，不错是0、1或两者的苟且组合。筹谋作家使用了一种叫作念张量收罗的数学器用，不错用来模拟量子系统。

新泽西州普林斯顿大学天体物理学系博士后筹谋员詹姆斯·贝蒂(James Beattie)暗示，通过以更简便的模式暗示包含好多变量的数据，该团队已经大约加速脱手看法湍流所需的复杂蓄意。贝蒂莫得参与这项筹谋。

“他们正在运行的模拟是两种不同化学物资搀杂和响应的流体模拟。通过使用这种暗示，这意味着这种额外复杂的蓄意不错使用少得多的内存，使它不错在札记本电脑上运行，”贝蒂补充说。

“像这么的罕见(内存诈欺率晋升100万倍，蓄意速率晋升1000倍)是凄冷的，这使得湍流建模获取了令东谈主忻悦的发扬，”他说。

湍流的高明

Beattie补充说，天然最新的筹谋是“惊东谈主的发扬”，但这并不是一谈，并指出它莫得管制范围问题，也莫得管制不同大小的湍流旋涡若何互联系系的问题。

“正如作家所说，湍流是一个多圭臬的问题，即湍流不错跨越数千光年到不到一英尺，”他通过电子邮件说。"咱们思知谈这些天平是若何互相交流的."

“这是模拟湍流流体如斯具有挑战性的一个方面——咱们但愿在模拟中管制好多好多范围的问题，这需要精深的内存和蓄意，这意味着将这些模拟放在大型超等蓄意机上，”贝蒂说。

中国东南部厦门大学海洋与地球科学学院海洋环境科学国度重心推行室筹谋员、副说明黄永祥说，这项新筹谋“令东谈主印象深入”。

莫得参与这项筹谋的黄说，Gourianov和他的团队已经提倡了一种新的范例，不错显赫减少内存使用和蓄意复杂性。但是，他容或这并莫得描摹出一幅完满的画面，他说这是极其穷苦的，因为触及的范围很广。

湍流被以为是物理学中最迂腐的未管制的问题。传奇德国表面物理学家维尔纳·海森堡在临终时说:“当我见到天主时，我要问他两个问题:为什么是相对论？为什么是湍流？我简直信赖他会有第一个谜底。”

Gourianov说，这项筹谋揭示的新技巧的蓄意上风为科学筹谋斥地了新的、以前无法参预的湍流物理学范围，尽管这些发现并不的确意味着湍流的高明已经被揭开。他说，联系于现存技巧，这将需要全新的算法或蓄意硬件。

“好多(相称有才华和天禀的)科学家已经筹谋了这个问题porn ai换脸，但咱们仍然莫得接近管制它，”Gourianov说。

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