近日，德國(guó)聯(lián)邦教研部長(zhǎng)卡利切克表示，德國(guó)將于2021年擁有首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。繼6月決定加碼投資20億歐元發(fā)展量子技術(shù)后，德國(guó)希望在擔(dān)任歐盟輪值主席國(guó)期間，把量子計(jì)算機(jī)相關(guān)議題納入未來(lái)歐盟的科研框架，進(jìn)一步推動(dòng)歐洲在這一關(guān)系到技術(shù)主權(quán)的關(guān)鍵問(wèn)題上加速發(fā)展。
歐洲首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)建在德國(guó)
2019年9月，在德國(guó)總理默克爾的大力支持下，美國(guó)IBM公司和德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)宣布發(fā)起德國(guó)量子計(jì)算計(jì)劃。IBM將在德國(guó)斯圖加特附近的IBM計(jì)算機(jī)中心內(nèi)安裝一臺(tái)IBM Q System One量子計(jì)算機(jī)，并與弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)合作，建立歐洲量子計(jì)算研究的主要樞紐。德國(guó)政府將為此投入6.5億歐元，推動(dòng)量子技術(shù)從最初的研究走向市場(chǎng)應(yīng)用。這將是歐洲首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，計(jì)劃于2021年投入使用。它將使歐洲的研究人員在不違反歐盟相關(guān)數(shù)據(jù)法規(guī)的前提下，應(yīng)用最新的量子計(jì)算技術(shù)。
量子計(jì)算機(jī)可以解決以今天的計(jì)算能力需要數(shù)十年甚至數(shù)百年才能解決的問(wèn)題，該技術(shù)不僅可用于化工、制藥等領(lǐng)域，還具有重大地緣戰(zhàn)略意義?？ɡ锌苏f(shuō)：“我們已經(jīng)決定明年將擁有第一臺(tái)(量子)計(jì)算機(jī)。”這仍將是一臺(tái)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)，但是預(yù)期在5—10年內(nèi)，新技術(shù)就可以投入工業(yè)應(yīng)用。德國(guó)希望在這項(xiàng)未來(lái)技術(shù)上，趕上美國(guó)公司IBM和Google的領(lǐng)導(dǎo)地位。
德加速追趕量子先行者
為了進(jìn)入量子領(lǐng)域的世界領(lǐng)先者行列，德國(guó)政府于今年6月初追加了20億歐元的資金。在其“未來(lái)計(jì)劃”中，德國(guó)政府指出，“考慮到其他國(guó)家已經(jīng)在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)硬件和軟件領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，德國(guó)的目標(biāo)是在量子技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域，尤其是量子計(jì)算、量子通信、量子傳感器技術(shù)和量子密碼學(xué)領(lǐng)域保持經(jīng)濟(jì)和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。促進(jìn)德國(guó)量子技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)，在硬件和軟件方面構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)支柱。聯(lián)邦政府將委托合適的團(tuán)隊(duì)建造至少兩臺(tái)量子計(jì)算機(jī)”。
德國(guó)以及整個(gè)歐洲在量子計(jì)算領(lǐng)域雖然“存在需要彌補(bǔ)的差距”，但仍有追趕的機(jī)會(huì)，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)的最佳實(shí)現(xiàn)路徑目前尚未確定，而德國(guó)在這一領(lǐng)域有大量研究人員和初創(chuàng)公司進(jìn)行研究。弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所所長(zhǎng)奧利弗·安巴赫爾表示：“為了自信地使用我們的數(shù)據(jù)，我們必須開發(fā)自己的技術(shù)。”德國(guó)自己的量子計(jì)算機(jī)路線圖應(yīng)該在3—6個(gè)月內(nèi)準(zhǔn)備好。
對(duì)于量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用需求，也在激勵(lì)德國(guó)企業(yè)積極加入到這一未來(lái)研究中。巴斯夫公司認(rèn)為，量子計(jì)算將成為“游戲規(guī)則改變者”，例如在分子結(jié)構(gòu)模擬、反應(yīng)序列觀察和材料性能預(yù)測(cè)中。戴姆勒(奔馳)公司的研究人員已經(jīng)利用IBM的量子計(jì)算機(jī)，通過(guò)模擬電池的復(fù)雜化學(xué)特性，為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)下一代鋰電池。大眾汽車的研究人員在D-Wave量子計(jì)算機(jī)上開發(fā)出世界首個(gè)量子計(jì)算實(shí)時(shí)應(yīng)用，優(yōu)化交通路線。德國(guó)鐵路公司則希望量子計(jì)算將來(lái)能幫助其解決火車延遲后整個(gè)線路時(shí)間表的調(diào)整問(wèn)題。
歐盟欲爭(zhēng)奪數(shù)字主權(quán)
量子技術(shù)本身與安全政策密切相關(guān)，尤其是在密碼學(xué)領(lǐng)域。因此，德國(guó)聯(lián)邦安全機(jī)構(gòu)和武裝部隊(duì)都認(rèn)為，為量子技術(shù)領(lǐng)域的研究、創(chuàng)新和發(fā)展提供積極、面向需求的資金尤為重要。目前，德國(guó)正在開展多個(gè)量子通信和量子加密方面的研究項(xiàng)目。例如，量子通信網(wǎng)研究項(xiàng)目(QuNET)，利用先進(jìn)的量子技術(shù)構(gòu)建一個(gè)防竊聽、防操控的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。量子加密技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目(QuantumRISC)，旨在研發(fā)新的加密技術(shù)，保護(hù)應(yīng)用系統(tǒng)抵御量子計(jì)算機(jī)的攻擊，并涵蓋量子技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全影響的問(wèn)題。
不過(guò)，要想在量子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)趕超，德國(guó)和歐洲還面臨很多挑戰(zhàn)。例如，歐洲目前還缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)量子芯片以及相關(guān)軟件開發(fā)的企業(yè)。量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用人才也還有待培養(yǎng)。歐洲有很多量子技術(shù)方面的研究人才，初創(chuàng)企業(yè)也不少，但初創(chuàng)企業(yè)在成長(zhǎng)階段存在融資方面的問(wèn)題。許多企業(yè)刻意回避要在若干年后才可使用的技術(shù)的研究風(fēng)險(xiǎn)。因此，在這方面政府的長(zhǎng)期資助顯得更加重要。
由于建造成本太高，單一歐洲國(guó)家難以獨(dú)自承擔(dān)，德國(guó)希望將量子計(jì)算機(jī)相關(guān)議題納入未來(lái)歐盟的科研框架中。德國(guó)政府在其《擔(dān)任歐盟輪值主席國(guó)工作計(jì)劃》中明確指出，歐洲必須擁有數(shù)字主權(quán)，才能在未來(lái)保持獨(dú)立行動(dòng)的能力。因此，德國(guó)希望將數(shù)字主權(quán)確立為歐洲數(shù)字政策的主旋律，并在擔(dān)任主席國(guó)期間共同努力尋找解決方法，以解決諸如人工智能或量子技術(shù)之類的技術(shù)發(fā)展問(wèn)題?？ɡ锌吮硎荆忻谰鶎?duì)量子技術(shù)發(fā)展投入了大量資金，也認(rèn)為其具有重大的地緣戰(zhàn)略意義。因此，她警告說(shuō)：“這是歐洲技術(shù)主權(quán)的一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。”
關(guān)鍵詞： 歐洲首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)
