量子计算在复杂矿井通防领域的应用前景与挑战
闫振国1
李志强2
王振平2
尹伟林3
栾龙源4
李学文2
王延平2
秦志鑫2
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;西安科技大学-陕西省大数据集团有限公司矿山安全量子计算研究院,陕西西安 7100542.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 7100543.陕西省煤炭科学研究所,陕西西安 7100014.西安科技大学-陕西省大数据集团有限公司矿山安全量子计算研究院,陕西西安 710054;陕西省大数据集团有限公司,陕西咸阳 712046
摘要：随着浅部煤层存储量日益枯竭,煤矿深部开采是保障国家能源安全的关键.深部开采中煤与瓦斯突出、煤岩瓦斯复合动力灾害等时空关联特征更加复杂,链生性与耦合性显著增强,矿井通风与安全防控难度大.在剖析量子计算于信息表征、信息存储、计算方式等优势,并深入探讨煤矿深部开采复杂矿井通防建设面临的多场耦合求解、高维计算等难题基础上,探索了量子计算赋能复杂矿井通防建设从微观机理到宏观系统的全链条技术体系的潜在优势:①量子模拟揭示多场耦合致灾微观机理.②量子并行计算快速求解高维模型.③量子组合优化算法快速求解通防系统组合优化问题,量子机器学习加速模型训练并深度挖掘与融合多源异构前兆信息.④人工智能与量子计算融合打造"智算"通防管控平台.分析了量子计算工程化应用面临的量子相干时间短、易受环境干扰、量子算法适用性与量子硬件设施受限等挑战,指出未来向多实例验证可行性、工程化应用优越性、多场景适配性三方面探索.旨在为量子计算推动复杂矿井智能通防体系向着"人工智能+量子计算+量子人工智能"发展提供理论参考.
关键词：深部开采"一通三防"量子计算量子机器学习量子优化算法量子人工智能
分类号：TD724(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074214)陕西省秦创原科学家+工程师队伍建设资助项目(2024QCY-KXJ-190)陕西省重点研发计划资助项目(2023-YBSF-190)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 39-55 )
英文信息