德國斯圖加特附近的IBM計算機中心內將安裝一臺IBM Q System One量子計算機。圖片來源：網路（inceptivemind.com）
近日，德國聯邦教研部長卡利切克表示，德國將於2021年擁有首臺量子計算機。繼6月決定加碼投資20億歐元發展量子技術後，德國希望在擔任歐盟輪值主席國期間，把量子計算機相關議題納入未來歐盟的科研框架，進一步推動歐洲在這一關係到技術主權的關鍵問題上加速發展。
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援下，美國IBM公司和德國弗勞恩霍夫協會宣佈發起德國量子計算計劃。IBM將在德國斯圖加特附近的IBM計算機中心內安裝一臺IBM Q System One量子計算機，並與弗勞恩霍夫協會合作，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，推動量子技術從最初的研究走向市場應用。這將是歐洲首臺量子計算機，計劃於2021年投入使用。它將使歐洲的研究人員在不違反歐盟相關資料法規的前提下，應用最新的量子計算技術。
量子計算機可以解決以今天的計算能力需要數十年甚至數百年才能解決的問題，該技術不僅可用於化工、製藥等領域，還具有重大地緣戰略意義。卡利切克說：“我們已經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，但是預期在5—10年內，新技術就可以投入工業應用。德國希望在這項未來技術上，趕上美國公司IBM和Google的領導地位。
德加速追趕量子先行者
為了進入量子領域的世界領先者行列，德國政府於今年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在傳統計算機技術硬體和軟體領域佔據領先地位，德國的目標是在量子技術關鍵領域，尤其是量子計算、量子通訊、量子感測器技術和量子密碼學領域保持經濟和技術競爭力。促進德國量子技術研發和生產，在硬體和軟體方面構建新的產業支柱。聯邦政府將委託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路徑目前尚未確定，而德國在這一領域有大量研究人員和初創公司進行研究。弗勞恩霍夫應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資料，我們必須開發自己的技術。”德國自己的量子計算機路線圖應該在3—6個月內準備好。
對於量子計算的實際應用需求，也在激勵德國企業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“遊戲規則改變者”，例如在分子結構模擬、反應序列觀察和材料效能預測中。戴姆勒（賓士）公司的研究人員已經利用IBM的量子計算機，透過模擬電池的複雜化學特性，為電動汽車設計下一代鋰電池。大眾汽車的研究人員在D-Wave量子計算機上開發出世界首個量子計算實時應用，最佳化交通路線。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後整個線路時間表的調整問題。
歐盟欲爭奪數字主權
量子技術本身與安全政策密切相關，尤其是在密碼學領域。因此，德國聯邦安全機構和武裝部隊都認為，為量子技術領域的研究、創新和發展提供積極、面向需求的資金尤為重要。目前，德國正在開展多個量子通訊和量子加密方面的研究專案。例如，量子通訊網研究專案（QuNET），利用先進的量子技術構建一個防竊聽、防操控的資料傳輸網。量子加密技術研發專案（QuantumRISC），旨在研發新的加密技術，保護應用系統抵禦量子計算機的攻擊，並涵蓋量子技術對網路安全影響的問題。
不過，要想在量子領域實現技術趕超，德國和歐洲還面臨很多挑戰。例如，歐洲目前還缺乏設計和生產量子晶片以及相關軟體開發的企業。量子計算機的應用人才也還有待培養。歐洲有很多量子技術方面的研究人才，初創企業也不少，但初創企業在成長階段存在融資方面的問題。許多企業刻意迴避要在若干年後才可使用的技術的研究風險。因此，在這方面政府的長期資助顯得更加重要。
由於建造成本太高，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，歐洲必須擁有數字主權，才能在未來保持獨立行動的能力。因此，德國希望將數字主權確立為歐洲數字政策的主旋律，並在擔任主席國期間共同努力尋找解決方法，以解決諸如人工智慧或量子技術之類的技術發展問題。卡利切克表示，中美均對量子技術發展投入了大量資金，也認為其具有重大的地緣戰略意義。因此，她警告說：“這是歐洲技術主權的一個非常關鍵的問題。”（記者 李 山）