編譯 魏劉偉

歐盟委員會(huì)的10億歐元(合11億美元)基金計(jì)劃的首批資助項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)布，建造兩臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的計(jì)劃位列其中。

量子旗艦計(jì)劃首次發(fā)布于2016年，2018年10月29日，歐盟委員會(huì)宣布了首批撥款的獲得者。20個(gè)國(guó)際團(tuán)體（每個(gè)團(tuán)體都包含公共研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)）將在3年內(nèi)獲得1.32億歐元的技術(shù)示范項(xiàng)目。

2018年10月29日，在奧地利維也納，量子旗艦計(jì)劃的第一筆撥款的宣布儀式

這些努力推動(dòng)了將早期實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用（如實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)）的全球熱潮，這些努力承諾開展若干工作，例如，預(yù)測(cè)量子計(jì)算的速度將會(huì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快得多。2018年8月，德國(guó)聯(lián)邦政府悄然宣布了一項(xiàng)價(jià)值6.5億歐元的量子計(jì)劃。

量子旗艦計(jì)劃是繼“人類大腦”和“石墨烯”計(jì)劃后的歐盟委員會(huì)的第三個(gè)旗艦計(jì)劃，“人類大腦”和“石墨烯”計(jì)劃始于2013年。量子計(jì)劃于2016年宣布，是對(duì)一組專家所撰《量子宣言》的回應(yīng)。

2017年，發(fā)布了量子計(jì)劃的更多細(xì)節(jié)和對(duì)立項(xiàng)的公開呼吁。量子旗艦計(jì)劃包括五個(gè)主題領(lǐng)域：量子計(jì)算機(jī)、量子模擬、量子傳感和計(jì)量、量子通信和基礎(chǔ)量子科學(xué)。這在很大程度上遵循了《宣言》的建議。

量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)的基金給了研究超導(dǎo)電路和離子阱這兩種領(lǐng)先技術(shù)的團(tuán)體。

奧地利因斯布魯克大學(xué)的物理學(xué)家托馬斯·蒙茨（Thomas Monz）是離子阱項(xiàng)目的領(lǐng)軍人物之一，他說，其目標(biāo)是利用可復(fù)制的方法(雖然不是批量生產(chǎn))制造量子計(jì)算機(jī)，這種方法足夠可靠，無須專家團(tuán)隊(duì)的不斷干預(yù)。

蒙茨說：“到目前為止，我們所做的一切都是對(duì)原理的證明。如果它只工作一天或一小時(shí)，那是完全沒有問題的。”他說道，他們計(jì)劃建造的量子機(jī)器將和兩臺(tái)家用冰箱一樣大——顯著小于目前和房間一樣大的設(shè)備。

在量子通信領(lǐng)域，一筆撥款給了量子互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Quantum Internet Alliance），這是由來自歐洲各地的12家機(jī)構(gòu)和公司組成的團(tuán)體，目的是開發(fā)覆蓋整個(gè)歐洲大陸的“量子隱形傳輸”網(wǎng)絡(luò)。

德國(guó)慕尼黑路德維希馬西米蘭大學(xué)的物理學(xué)家伊曼紐爾·布洛赫（Immanuel Bloch）是一個(gè)團(tuán)體的成員，該團(tuán)體包括三個(gè)位于巴黎、因斯布魯克和慕尼黑的不同項(xiàng)目，目的是推進(jìn)量子模擬，每個(gè)項(xiàng)目是關(guān)于不同類型的系統(tǒng)。這樣的機(jī)器使用一個(gè)量子系統(tǒng)來再現(xiàn)另一個(gè)量子系統(tǒng)的行為。它們類似于量子計(jì)算機(jī)，但它們的要求較低——特別是，它們對(duì)計(jì)算錯(cuò)誤不那么敏感——因此可以在較短的時(shí)間得到實(shí)際應(yīng)用。這包括“量子優(yōu)勢(shì)”：即他們能夠做經(jīng)典計(jì)算機(jī)所無法做的計(jì)算。布洛赫說：“我們想利用這些非常先進(jìn)的平臺(tái)，展示量子計(jì)算在模擬材料和量子化學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

2018年10月29日宣布的其他撥款包括一系列項(xiàng)目，從PhoQuS到UNIQORN，每個(gè)項(xiàng)目都必然包含“Q”。一些立項(xiàng)的技術(shù)相對(duì)接近市場(chǎng)應(yīng)用，包括超精密、便攜的原子鐘和芯片大小的設(shè)備，這些設(shè)備產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字供安全網(wǎng)絡(luò)使用。

沒有“登月計(jì)劃”（Moonshot）

對(duì)于大多數(shù)參與其中的實(shí)驗(yàn)室來說，在購(gòu)買機(jī)器或雇傭研究人員方面，旗艦項(xiàng)目不會(huì)有太大影響。雖然10億歐元聽起來很多，但這筆錢是面向幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)室在10年內(nèi)分配的。(歐盟只提供了10億歐元的一半，剩下的一半必須來自各個(gè)成員國(guó)的配套資金。)

荷蘭德爾夫特科技大學(xué)的物理學(xué)家利文·范德斯潘（Liven Vandersypen）表示，旗艦計(jì)劃錯(cuò)失了為一個(gè)專注目標(biāo)（如建造大型量子計(jì)算機(jī)）提供登月的機(jī)會(huì)。相反，在這一輪資金中，“只有2000萬歐元用于計(jì)算 ”，與美國(guó)半導(dǎo)體巨頭英特爾（Intel）合作、領(lǐng)導(dǎo)在硅芯片上制造量子計(jì)算機(jī)的范德斯潘這樣表示，“我看不到月亮?！?（“登月計(jì)劃”在這里指的是一種需要激進(jìn)的解決方案和突破性技術(shù)的項(xiàng)目，需要大量的資金投入。）

但其他人表示，旗艦計(jì)劃的主要優(yōu)勢(shì)在于，它迫使相關(guān)方——尤其是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界——集中力量和知識(shí)。蒙茨說：“其強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)是確保我們?cè)跉W洲范圍內(nèi)進(jìn)行合作?！?/p>

東京慶應(yīng)大學(xué)工程師羅德尼·范邁特（Rodney Van Meter）表示，即便是大型企業(yè)進(jìn)入這一領(lǐng)域，只是為了留住一批專家也需要大型公共資金計(jì)劃。他研究經(jīng)典和量子信息技術(shù)?！凹幢銉H僅是為了培養(yǎng)谷歌和英特爾需要的人才，我們也需要在大學(xué)里設(shè)立量子課程。”

量子領(lǐng)域的未來競(jìng)賽

從加拿大到日本，世界各地的公共資助者和大公司都押注于量子技術(shù)——其中一些仍未被證實(shí)是有用的——這將發(fā)展成為價(jià)值數(shù)十億美元的市場(chǎng)。托馬索·卡拉爾科（Tommaso Calarco）說，歐洲也希望確保自己能從未來的利潤(rùn)中分得一杯羹?？ɡ瓲柨剖恰读孔有浴返淖髡咧?，也是德國(guó)赫爾姆霍茲中心的理論物理學(xué)家。使得歐盟委員會(huì)選擇量子物理學(xué)作為其第三個(gè)旗艦項(xiàng)目的“決定性刺激”是谷歌和IBM等美國(guó)科技巨頭在該領(lǐng)域投資的大幅增加。

英國(guó)于2014年啟動(dòng)了2.7億英鎊(約合3.46億美元)的國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃，成為這一領(lǐng)域的先行者。中國(guó)已經(jīng)在該領(lǐng)域（包括量子通信衛(wèi)星）進(jìn)行了大量投資，中國(guó)正計(jì)劃在合肥建立造價(jià)數(shù)十億美元的量子研究中心。與此同時(shí)，在美國(guó)，國(guó)會(huì)正在考慮為量子計(jì)算預(yù)留超過12億美元的提案。德國(guó)承諾為量子研究提供6.5億歐元資金，其在歐盟旗艦項(xiàng)目之上并一直持續(xù)到2022年。正在為德國(guó)政府提供項(xiàng)目顧問的布洛赫表示，這可能意味著：該計(jì)劃本身每年在德國(guó)分配的資金將超過歐盟旗艦計(jì)劃在整個(gè)歐洲的資金，盡管具體細(xì)節(jié)仍未決定。此外，布洛赫說，目前尚不清楚6.5億歐元中，除了國(guó)家已經(jīng)支出的資金外，還有多少是新增資金。

歐洲以前的旗艦計(jì)劃（一項(xiàng)是石墨烯，一項(xiàng)是大腦模擬）受到了批評(píng)，部分原因是它們以非競(jìng)爭(zhēng)性的方式分配資金?？ɡ瓲柨普f，量子旗艦計(jì)劃的組織者已經(jīng)注意到了這些爭(zhēng)議。他說：“撥款實(shí)行公開招標(biāo)，由外部合作者進(jìn)行評(píng)估?！?/p>

資料來源 Nature