量子计算作为一种基于量子力学原理的全新计算模型, 具有强大的并行性和潜在的颠覆性影响力, 为解决复杂问题提供了新的思路。本文的主要目标是对量子计算在大规模科学与工程计算领域中数值计算问题的解法器算法和应用进行综述。重点介绍量子计算在线性方程组、特征值问题、微分方程、哈密顿量与图计算、量子机器学习、量子解法器平台以及实际数值模拟等领域的具体应用。针对不同的数值计算问题, 详细讨论当前主流的量子计算算法, 并总结近年来国内外相关算法的研究进展。最后, 对量子计算在数值计算求解相关研究方向的未来发展趋势进行展望。

2022年12月12日, 第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid (会议网址: http://www.caep-scns.ac.cn/HPCMid.php)每年举办一次, 面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战, 围绕高性能计算中间件关键技术, 邀请相关学者报告最新研究进展并探讨未来发展趋势。第八届研讨会以"适配新型体系结构的性能优化技术"为主题, 聚焦后摩尔时代新型体系结构为科学与工程计算带来的机遇与挑战, 探讨新型体系结构下可移植性能优化技术的发展趋势。本届研讨会的专家座谈(Panel Session)环节由莫则尧研究员和徐小文研究员共同主持, 邀请了王龙、刘杰、谭光明、刘伟峰、喻之斌5位来自高校、科研院所、企业的专家围绕"性能优化: 个性vs共性"这一主题开展了深入的讨论与交流, 翟季冬、杨海龙等多位专家也参与了讨论。专家们针对性能优化技术的研究现状与发展趋势、面临的问题与挑战以及人才培养等方面发表了许多有启发性的观点。《计算物理》编辑部特将本次讨论整理后发表, 以飨读者。限于篇幅, 略有删节。

针对水平井压裂效果的诊断技术, 提出基于水击效应的裂缝诊断数值方法。由于压裂裂缝对停泵压力造成能量耗散, 传统水击数学模型难以适用于水平井压裂裂缝诊断。考虑裂缝对水击效应的影响, 基于等效电路方法建立水平井水击数学模型, 采用特征线法对模型进行求解, 根据水击压力曲线特征反演出裂缝参数, 分析不同影响因素下水击压力曲线的变化特征。结果表明: 水击压力波的特征受裂缝形态和施工参数的影响, 裂缝体积、排量和压裂段长等会改变水击压力的振幅和周期。利用水击模型对现场数据进行历史拟合, 得到裂缝半长和高度与微地震监测数据符合率超过80%, 验证了模型的准确性, 为水平井压裂裂缝参数评价提供一种思路和方法。