十年量子旗舰，欧洲走到了哪一步？

光子盒研究院出品

欧盟委员会发布了一份关于量子技术旗舰计划（Quantum Technologies Flagship）最初三年阶段的报告[1]。报告回顾了旗舰计划的量子研究项目的成功结果和具体成就，并在旗舰计划的下一阶段开始时总结了主要的经验教训。

量子技术旗舰计划

量子技术旗舰计划[2]在10年内支持数百名量子研究人员的工作，预计欧盟预算为10亿欧元。继2016年《量子宣言》之后，该旗舰于2018年推出，汇集了研究机构、行业和公共资助者，巩固并扩大了欧洲在量子技术方面的科学领导地位和卓越水平。最终目标是支持将欧洲研究转化为充分利用量子颠覆性潜力的商业应用。

量子技术旗舰项目的提升阶段及其资助的21个科学项目的领域的概述。

在旗舰计划的启动阶段（2018年10月至2021年9月），其总预算为1.52亿欧元，共有24个项目。它为四个核心应用领域的项目提供资金：

• 量子计算
• 量子模拟
• 量子通信
• 量子计量与传感
• 它还资助量子技术背后的基础科学研究，以及量子技术方面的教育和国际合作活动。

该旗舰的研究目标由其量子技术战略研究议程决定，2000多名欧洲量子专家为此做出了贡献。其长期愿景是在欧洲发展量子互联网，量子计算机、模拟器和传感器通过量子通信网络相互连接。

启动阶段的成就

旗舰计划的启动阶段（2018-2022年），旗舰计划支持了量子通信、量子计算、量子模拟、量子传感和计量（量子研究的四个主要领域）以及基础量子科学的24个项目。在资助旗舰项目和QuantERA（支持31个欧洲国家的量子研究）方面，欧盟自2016年以来为欧洲量子研究提供了超过1.75亿欧元的资金。

所有这些成就（以及更多的成就）都是参与旗舰项目的1654名科学家和236个组织合作努力的结果，他们已经发表了1313篇科学论文（还有223篇正在审查）。这清楚地表明，旗舰项目已经在科学界取得了集体的成绩。

量子旗舰项目之间协同作用的可视化总结

在加速阶段，旗舰计划的主要目标是将量子研究从实验室带入商业应用，这一点也取得了重大进展：25家初创公司已经成立，105项专利已经申请，其中64项已经获得批准。

报告中涉及的旗舰计划重点领域的部分关键成就包括：

• 量子计算：具有全球竞争力的量子计算机系统。于利希研究中心（德国）的目标是在一个项目成果的基础上提供一个100量子比特的量子计算机，另一个项目实现了一个首创的50量子比特的捕获离子系统，所需能量不超过烧开一个水壶；初创公司包括AQT（奥地利）和PASQAL（法国），它们都已经在提供商业量子计算方案。

• 量子通信：通过中间节点连接两个量子处理器，并在多个独立的量子处理器之间建立共享纠缠，形成一个量子网络；公布欧洲量子通信中心的路线图，部署量子密钥分发（QKD）的测试平台，这是欧洲量子通信中心提供的第一个服务；以及认证就绪的设备，如量子随机数生成器。

• 量子模拟：在某些涉及新材料和物质相研究的科学问题上，已经达到了实际的量子优势，这在世界范围内尚属首次；在尤利希研究中心和法国GENCI的超级计算和数据中心，正在安装两个100量子比特的模拟量子模拟器，这是部署泛欧混合高性能计算和量子模拟基础设施的第一个步骤。

• 量子传感：利用超纯钻石开发了一些世界上最先进的量子传感器；展示了超极化核磁共振成像，这可能导致高达10万倍的医疗扫描精度，允许实时检测分子水平的代谢过程；2022年11月，初创公司Nvision因其在医学成像方面的进展而获得委员会的创新雷达奖。

• 基础量子科学：在开发若干替代计算平台方面取得重大进展，包括基于光子学的量子计算。

对量子技术旗舰项目的总体贡献

初创企业和分拆公司名单

为欧盟量子前沿铺平道路

未来，该旗舰项目将是实现欧盟委员会公报《2030年数字指南针：欧洲数字十年的方式》中提出的目标的关键：到2025年，欧盟应拥有其第一台具有量子加速功能的计算机，为到2030年处于量子能力的前沿铺平道路。

这些目标中的第一个已经在望：2022年10月，宣布了将容纳欧洲第一批量子计算机的六个地点，它们将被整合到欧洲高性能计算联合项目的超级计算机中。

在“欧洲地平线”项目下，欧盟委员会将在2021-2027年期间继续支持该旗舰项目，提供至少5亿欧元的资金。战略研究和工业议程（SRIA）的更新已经公布，为该倡议的四个关键支柱中的每个支柱制定了强化的目标和实现这些目标的路线图。一些新的项目已经在进行中，目的是为了实现这些目标：例如，在旗舰计划的前三年活动中开发的量子计算和模拟平台的成熟，因为它们致力于为现实世界的问题实现实际的量子优势。项目还为泛欧量子通信网络奠定了基础，这对发展欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）至关重要[3]，该基础设施将横跨整个欧盟。

更新后的SRIA还包括对未来工业发展的关注，以及加强与欧盟其他涉及量子技术的倡议的联系：即EuroQCI、欧洲高性能计算联合项目（EuroHPC JU）和欧洲芯片法案。这将确保在旗舰项目研究基础上开发的创新应用将构成欧洲量子生态系统的基础，并帮助欧洲在这一全球竞争领域保持其领先地位。

参考链接：

[1]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/quantum-tech-flagship-ramp-phase-report

[2]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/quantum-technologies-flagship

[3]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/european-quantum-communication-infrastructure-euroqci

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