近日，德國聯(lián)邦教研部長卡利切克表示，德國將于2021年擁有首臺量子計算機。繼6月決定加碼投資20億歐元發(fā)展量子技術(shù)后，德國希望在擔任歐盟輪值主席國期間，把量子計算機相關(guān)議題納入未來歐盟的科研框架，進一步推動歐洲在這一關(guān)系到技術(shù)主權(quán)的關(guān)鍵問題上加速發(fā)展。

歐洲首臺量子計算機建在德國

2019年9月，在德國總理默克爾的大力支持下，美國IBM公司和德國弗勞恩霍夫協(xié)會宣布發(fā)起德國量子計算計劃。IBM將在德國斯圖加特附近的IBM計算機中心內(nèi)安裝一臺IBM Q System One量子計算機，并與弗勞恩霍夫協(xié)會合作，建立歐洲量子計算研究的主要樞紐。德國政府將為此投入6.5億歐元，推動量子技術(shù)從最初的研究走向市場應(yīng)用。這將是歐洲首臺量子計算機，計劃于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)用最新的量子計算技術(shù)。

量子計算機可以解決以今天的計算能力需要數(shù)十年甚至數(shù)百年才能解決的問題，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。卡利切克說：“我們已經(jīng)決定明年將擁有第一臺(量子)計算機。”這仍將是一臺實驗計算機，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。德國希望在這項未來技術(shù)上，趕上美國公司IBM和Google的領(lǐng)導(dǎo)地位。

德加速追趕量子先行者

為了進入量子領(lǐng)域的世界領(lǐng)先者行列，德國政府于今年6月初追加了20億歐元的資金。在其“未來計劃”中，德國政府指出，“考慮到其他國家已經(jīng)在傳統(tǒng)計算機技術(shù)硬件和軟件領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，德國的目標是在量子技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域，尤其是量子計算、量子通信、量子傳感器技術(shù)和量子密碼學領(lǐng)域保持經(jīng)濟和技術(shù)競爭力。促進德國量子技術(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隊建造至少兩臺量子計算機”。

德國以及整個歐洲在量子計算領(lǐng)域雖然“存在需要彌補的差距”，但仍有追趕的機會，因為量子計算機的最佳實現(xiàn)路徑目前尚未確定，而德國在這一領(lǐng)域有大量研究人員和初創(chuàng)公司進行研究。弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所所長奧利弗·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)。”德國自己的量子計算機路線圖應(yīng)該在3—6個月內(nèi)準備好。

對于量子計算的實際應(yīng)用需求，也在激勵德國企業(yè)積極加入到這一未來研究中。巴斯夫公司認為，量子計算將成為“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)測中。戴姆勒(奔馳)公司的研究人員已經(jīng)利用IBM的量子計算機，通過模擬電池的復(fù)雜化學特性，為電動汽車設(shè)計下一代鋰電池。大眾汽車的研究人員在D-Wave量子計算機上開發(fā)出世界首個量子計算實時應(yīng)用，優(yōu)化交通路線。德國鐵路公司則希望量子計算將來能幫助其解決火車延遲后整個線路時間表的調(diào)整問題。

歐盟欲爭奪數(shù)字主權(quán)

量子技術(shù)本身與安全政策密切相關(guān)，尤其是在密碼學領(lǐng)域。因此，德國聯(lián)邦安全機構(gòu)和武裝部隊都認為，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，德國正在開展多個量子通信和量子加密方面的研究項目。例如，量子通信網(wǎng)研究項目(QuNET)，利用先進的量子技術(shù)構(gòu)建一個防竊聽、防操控的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。量子加密技術(shù)研發(fā)項目(QuantumRISC)，旨在研發(fā)新的加密技術(shù)，保護應(yīng)用系統(tǒng)抵御量子計算機的攻擊，并涵蓋量子技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)安全影響的問題。

不過，要想在量子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)趕超，德國和歐洲還面臨很多挑戰(zhàn)。例如，歐洲目前還缺乏設(shè)計和生產(chǎn)量子芯片以及相關(guān)軟件開發(fā)的企業(yè)。量子計算機的應(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)在成長階段存在融資方面的問題。許多企業(yè)刻意回避要在若干年后才可使用的技術(shù)的研究風險。因此，在這方面政府的長期資助顯得更加重要。

由于建造成本太高，單一歐洲國家難以獨自承擔，德國希望將量子計算機相關(guān)議題納入未來歐盟的科研框架中。德國政府在其《擔任歐盟輪值主席國工作計劃》中明確指出，歐洲必須擁有數(shù)字主權(quán)，才能在未來保持獨立行動的能力。因此，德國希望將數(shù)字主權(quán)確立為歐洲數(shù)字政策的主旋律，并在擔任主席國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)展問題。卡利切克表示，中美均對量子技術(shù)發(fā)展投入了大量資金，也認為其具有重大的地緣戰(zhàn)略意義。因此，她警告說：“這是歐洲技術(shù)主權(quán)的一個非常關(guān)鍵的問題。”(記者 李 山)

關(guān)鍵詞： 量子計算