繼石墨烯和腦科學(xué)項(xiàng)目（2013年）之后，歐盟在科研領(lǐng)域再次發(fā)力，計(jì)劃于2018年啟動(dòng)規(guī)模相當(dāng)、總額10億歐元的量子技術(shù)項(xiàng)目，希望借此促進(jìn)包括安全的通訊網(wǎng)絡(luò)和通用量子計(jì)算機(jī)等在內(nèi)的多項(xiàng)量子技術(shù)的發(fā)展。盡管這一項(xiàng)目的開展方式還未敲定。該項(xiàng)目在規(guī)模、時(shí)間跨度以及目標(biāo)實(shí)現(xiàn)等方面，與歐洲目前的兩大旗艦項(xiàng)目——石墨烯旗艦項(xiàng)目和人類大腦工程相當(dāng)，資金將來自歐盟和其他歐洲國家。

　　德國烏爾姆大學(xué)與斯圖加特大學(xué)的整合量子科學(xué)和技術(shù)中心負(fù)責(zé)人托馬索·卡拉爾科表示，歐盟委員會(huì)很可能在資助這一旗艦項(xiàng)目方面起實(shí)質(zhì)性作用。卡拉爾科是這一計(jì)劃背后的藍(lán)圖《量子宣言》（見以下正文部分）的聯(lián)合起草人之一。他表示，目前世界各國積極涉足量子技術(shù)，如果沒有這一計(jì)劃，歐盟可能會(huì)淪為二線玩家。

　　4月19日，歐盟委員會(huì)正式宣布，打算支持這一計(jì)劃，將其置于歐洲開放科學(xué)云計(jì)劃之下。歐盟委員會(huì)同時(shí)還表示，在2020年前，將在云計(jì)算領(lǐng)域投資20億歐元。 歐盟委員會(huì)認(rèn)為，這一旗艦項(xiàng)目將刺激歐洲量子技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)是第二次量子革命的一部分。第一次量子革命揭示了量子力學(xué)的基本原理，激光和晶體管等設(shè)備因此問世。歐盟量子計(jì)劃將包括支持更容易市場(chǎng)化的系統(tǒng)，比如量子通訊網(wǎng)絡(luò)、超靈敏的照相機(jī)、能幫助設(shè)計(jì)新材料的量子模擬器等。同時(shí)，它也將關(guān)注長期項(xiàng)目，比如通用量子計(jì)算機(jī)以及手機(jī)用高精度傳感器等。歐盟委員會(huì)將于今年5月17日至18日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的歐洲量子會(huì)議上宣布更多細(xì)節(jié)。以下是《量子宣言》全文。

　　發(fā)起宣言

　　這項(xiàng)宣言號(hào)召歐洲國家和歐盟委員會(huì)發(fā)起一項(xiàng)十億歐元的量子技術(shù)旗艦計(jì)劃，該項(xiàng)目將于2018年啟動(dòng)，也是歐洲 H2020 研究和創(chuàng)新框架項(xiàng)目（European H2020 research and innovation framework programme）的一部分。宣言得到廣大歐洲產(chǎn)業(yè)、研究機(jī)構(gòu)以及科學(xué)家們的支持。

　　第二次量子革命正在世界范圍內(nèi)廣泛展開，推動(dòng)科學(xué)、工業(yè)和社會(huì)取得革命性進(jìn)步，這項(xiàng)計(jì)劃旨在讓歐洲在這次革命中保持領(lǐng)先地位。計(jì)劃將創(chuàng)造新的商機(jī)、解決全球性難題，提供戰(zhàn)略性安全能力并為將來撒下尚未想象到的能力的種子。這場(chǎng)革命正在世界范圍內(nèi)展開，發(fā)展歐洲量子技術(shù)實(shí)力將會(huì)創(chuàng)造一個(gè)獲利頗豐的知識(shí)產(chǎn)業(yè)并產(chǎn)生長期的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)以及社會(huì)效益。這次革命會(huì)讓歐盟更可持續(xù)、更高效、更富創(chuàng)業(yè)精神和更加安全。

　　計(jì)劃目標(biāo)

　　啟動(dòng)一個(gè)富有競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲量子產(chǎn)業(yè)，在未來全球產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖中，讓歐洲處于領(lǐng)先地位。

　　1. 擴(kuò)大歐洲在量子研究方面的領(lǐng)導(dǎo)地位和優(yōu)勢(shì)。

　　2. 讓歐洲成一個(gè)充滿活力和吸引力的地區(qū)，吸引量子技術(shù)方面的創(chuàng)新性企業(yè)和投資。

　　3. 從量子技術(shù)發(fā)展中獲益，為全球性難題提供更好的解決方案，比如能源、健康、安全和環(huán)境方面。

　　重要行動(dòng)

　　1. 為量子科技有關(guān)科學(xué)活動(dòng)的增長提供支撐。

　　2. 為量子技術(shù)打造一個(gè)良好的創(chuàng)新和商業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

　　3. 為新水平的產(chǎn)研協(xié)調(diào)合作提供便利，將量子技術(shù)的發(fā)展從實(shí)驗(yàn)室推廣到產(chǎn)業(yè)。

　　4. 通過聚焦科學(xué)、工程和商業(yè)交叉領(lǐng)域教育，增強(qiáng)關(guān)鍵想法和能力的公共意識(shí)，打造新一代歐洲量子技術(shù)專家。

　　5. 協(xié)調(diào)整個(gè)歐洲在量子技術(shù)上的公共投資和戰(zhàn)略。

　　6. 促進(jìn)目前沒有強(qiáng)大量子技術(shù)研究項(xiàng)目成員地區(qū)的參與。

　　這項(xiàng)聲明的支持成員呼吁歐洲國家和歐盟委員會(huì)循序漸進(jìn)實(shí)施倡議行動(dòng)，提供支持，幫助建立這項(xiàng)歐洲旗艦計(jì)劃。

　　低溫稀釋制冷機(jī)（《5mK） ，實(shí)驗(yàn)作為量子計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)超導(dǎo)量子比特。

　　用于離子量子計(jì)算和模擬的片段芯片陷波器

　　
　　歐洲為什么現(xiàn)在就要行動(dòng)起來

　　歐洲需要戰(zhàn)略性投資

　　有智能集體組織中，作為一種正合博弈，那么，它們就必須在壓力中成長起來并隨著每一種文明計(jì)算能力的增加而擴(kuò)展開來。」

　　量子力學(xué)法則統(tǒng)治著原子級(jí)別物理學(xué)，基于量子力學(xué)的技術(shù)將引發(fā)新一波技術(shù)浪潮，創(chuàng)造出新的商業(yè)模式并幫助我們解決當(dāng)下面臨的全球性難題。在過去的一個(gè)世紀(jì)中，人類已經(jīng)掌握了量子物理的基本原理。如今，量子理論未加開發(fā)利用的內(nèi)容已經(jīng)成為一些有著深遠(yuǎn)影響應(yīng)用技術(shù)的來源，包括安全溝通網(wǎng)絡(luò)，為生物醫(yī)學(xué)成像開發(fā)的敏感傳感器以及全新計(jì)算范式。在功能、敏感度以及速度方面，量子技術(shù)能夠推動(dòng)這些產(chǎn)業(yè)中的每一個(gè)取得革命性進(jìn)步，也將是許多產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)獲取勝利的決定性因素。在安全信息儲(chǔ)存、領(lǐng)域傳輸，創(chuàng)造新材料解決能源問題以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這些應(yīng)用對(duì)于歐洲獨(dú)立和安全來說，有著戰(zhàn)略重要性。世界范圍內(nèi)，政府和公司包括谷歌、微軟、英特爾、東芝以及IBM 都在投入巨資開發(fā)量子技術(shù)潛力。對(duì)于歐洲來說，在新興技術(shù)中保持領(lǐng)先地位，參與到全球量子產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去，需要擴(kuò)大投資規(guī)模，好好利用歐洲的科學(xué)和工程優(yōu)勢(shì)。

　　為了領(lǐng)導(dǎo)第二次量子革命

　　第一次量子革命——理解和應(yīng)用微觀領(lǐng)域的物理法則——產(chǎn)生了開創(chuàng)性技術(shù)，比如傳感器，固態(tài)光和鐳射以及GPS。如今，我們能夠在定制化系統(tǒng)和材料中使用之前未加開發(fā)的量子效應(yīng)，這為第二次革命鋪平了道路。如今，量子理論已經(jīng)全面建立起來，我們要以全新方式看待這個(gè)世界：同一時(shí)間，物體可以有不同的態(tài)（疊加），無需任何直接物理接觸就能彼此深刻關(guān)聯(lián)（量子糾纏）。還有許多革命性的應(yīng)用，從上市時(shí)間較短的產(chǎn)品到可能需要十年或者更多時(shí)間研發(fā)的革命性新技術(shù)。人們期待著可以用量子計(jì)算機(jī)在短短數(shù)分鐘內(nèi)，解決超級(jí)計(jì)算機(jī)在今天和明天都無法解決的難題。而這，接下來又會(huì)為設(shè)計(jì)化學(xué)過程、新材料——比如，高溫超導(dǎo)體，機(jī)器學(xué)習(xí)新范式和人工智能，播下變革的種子。以量子相干性為基礎(chǔ)，我們能以完全安全的方式保護(hù)數(shù)據(jù)，信息竊取將無路可循。量子技術(shù)也會(huì)引發(fā)超越當(dāng)前材料和化學(xué)合成能力的模擬技術(shù)，還會(huì)產(chǎn)生具有史無前例敏感度和準(zhǔn)確性的計(jì)時(shí)器和傳感器，對(duì)航海、金融交易跟蹤以及醫(yī)療診斷產(chǎn)生潛在影響。

　　量子技術(shù)領(lǐng)先領(lǐng)域的發(fā)展——如下圖所示——有望產(chǎn)生革命性應(yīng)用，這些應(yīng)用會(huì)對(duì)普通民眾生活產(chǎn)生切實(shí)影響。每一個(gè)領(lǐng)域都有自己的時(shí)間軸。比如，在不久的將來，新量子傳感器有望出現(xiàn)在商業(yè)市場(chǎng)，不過，量子計(jì)算機(jī)可能還要再等十年。為壟斷性應(yīng)用奠定基礎(chǔ)的科學(xué)、工程方面的里程碑技術(shù)，其發(fā)展軌跡是以歐洲領(lǐng)先科學(xué)家的預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的。下面的時(shí)間軸只是一種說明，并不完整。歷史已經(jīng)證明，很難預(yù)測(cè)一項(xiàng)顛覆性技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用；這些技術(shù)不避免地創(chuàng)造出他們自己的應(yīng)用方式。第三部分，我們會(huì)更加詳細(xì)地描述技術(shù)發(fā)展過程中的里程碑技術(shù)。

　　通信（如上圖）：

　　0—5年：

　　A. 量子中繼器核心技術(shù)

　　B. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)安全量子通信

　　5—10 年

　　C. 遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)

　　D. 量子信用卡

　　E. 有加密和竊聽檢測(cè)功能的量子中繼器

　　F. 融合量子通信與經(jīng)典通信，保衛(wèi)歐洲互聯(lián)網(wǎng)安全

　　模擬器：

　　0—5年

　　A 材料中的電子運(yùn)動(dòng)模擬器

　　B 量子模擬器和網(wǎng)絡(luò)新算法

　　5—10年

　　C 新型復(fù)雜材料的研發(fā)和設(shè)計(jì)

　　D 量子磁電通用模擬器

　　E 支持藥物設(shè)計(jì)的量子力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制模擬器

　　傳感器：

　　0—5年

　　A. 小應(yīng)用程序中的量子傳感器（包括：健康監(jiān)測(cè)，地質(zhì)調(diào)查，安防設(shè)備中的重力和磁傳感器）

　　B. 針對(duì)高頻金融交易中進(jìn)行時(shí)間戳操作的原子鐘將更加精準(zhǔn)

　　5—10年

　　C 針對(duì)更大量應(yīng)用，包括汽車，建筑工程 的量子傳感器

　　D 量子導(dǎo)航手持設(shè)備

　　E 基于引力傳感器的重力成像設(shè)備

　　F 將量子傳感器集成到客戶端應(yīng)用中，如移動(dòng)設(shè)備中

　　計(jì)算機(jī) ：

　　0—5年

　　A. 有誤碼檢測(cè)保護(hù)或拓?fù)湫员Ｗo(hù)的邏輯量子比特位操作

　　B. 量子計(jì)算機(jī)新算法

　　C. 與小量子處理器的執(zhí)行技術(shù)相關(guān)的算法

　　5—10年

　　D. 用大于100物理量子比特的，有特定用途量子計(jì)算機(jī)解決化學(xué)和材料科學(xué)難題

　　E. 集成量子電路和低溫經(jīng)典控制硬件

　　F. 通用量子計(jì)算機(jī)超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力

　　量子原子鐘（如上圖）：

　　量子原子鐘可與GPS時(shí)鐘同步，提供更高級(jí)別的定時(shí)穩(wěn)定性和可追溯性，在無法使用 GPS 惡劣環(huán)境中也可進(jìn)行操作。這些定時(shí)方法也可用于金融機(jī)構(gòu)——管控高頻交易的時(shí)間，提升管控性能和金融市場(chǎng)穩(wěn)定性，同樣可用于電信，廣播，能源及安防設(shè)備中。

　　量子傳感器：

　　有建筑項(xiàng)目的公司和公共機(jī)構(gòu)會(huì)購買和使用利用了量子疊加或量子糾纏技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更高程度敏感性和分辨率的量子傳感器。比如，用來測(cè)量地下空洞，探測(cè)礦藏，或遺留下來的基礎(chǔ)設(shè)施等。也將被用于提供非侵入性檢測(cè)診斷。

　　安全城際量子鏈路

　　一條連接不少歐洲國家首都的安全城際量子鏈路將使得無竊聽風(fēng)險(xiǎn)傳輸高敏感數(shù)據(jù)成為可能。這條鏈路可能包括基于地面或衛(wèi)星的保護(hù)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)源自原子可信任結(jié)點(diǎn)和量子中繼器。

　　量子模擬器

　　可以基于模擬材料或化學(xué)反應(yīng)等特定目標(biāo)，創(chuàng)建量子模擬器。該模擬過程可探索新型處理過程或物質(zhì)特性，并生成新型物質(zhì)，作為設(shè)計(jì)多個(gè)領(lǐng)域（比如能源和交通）所需新材料的工具。

　　全球量子安全通信網(wǎng)絡(luò)

　　一個(gè)全球量子—安全通信網(wǎng)絡(luò)——將量子與傳統(tǒng)通信、加密技術(shù)結(jié)合后的量子網(wǎng)絡(luò)——可以保證互聯(lián)網(wǎng)交易的安全性，并可避免量子計(jì)算機(jī)完全打破傳統(tǒng)加密機(jī)制的風(fēng)險(xiǎn)。

　　通用計(jì)算機(jī)

　　通用量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算性能將會(huì)超過未來最強(qiáng)大的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)將會(huì)可重復(fù)編程，并可用來解決最復(fù)雜的計(jì)算難題，比如優(yōu)化任務(wù)，數(shù)據(jù)庫搜索，機(jī)器學(xué)習(xí)和圖像識(shí)別等，也會(huì)對(duì)歐洲智能行業(yè)做出貢獻(xiàn)，并有助于提高歐洲制造業(yè)的效率。

　　建立在歐洲科學(xué)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上

　　20世紀(jì)頭幾十年間，一批年輕的歐洲物理學(xué)家創(chuàng)建了量子物理，我們非常熟悉這些人的名字：波爾，普朗克，愛因斯坦，海森伯格，海森堡，薛定諤，泡利，狄拉克，居里，德布羅意等等。時(shí)間過去百年，在量子研究領(lǐng)域，歐洲仍然首屈一指。與其他地區(qū)相比，歐洲研發(fā)人員隊(duì)伍強(qiáng)大，研究范圍廣闊，并將基礎(chǔ)研究，應(yīng)用科學(xué)，工程學(xué)聯(lián)系在一起。歐洲有很多頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)，囊括了量子科技的個(gè)個(gè)方面，包括基礎(chǔ)物理，電子，計(jì)算機(jī)科學(xué)等。過去20多年來，歐洲投入了5億歐元支持該領(lǐng)域前沿研究。來自歐盟未來和新興技術(shù)項(xiàng)目組織的早期支持，已經(jīng)幫助培育出一個(gè)組織良好、真正的歐洲科學(xué)界，在量子技術(shù)領(lǐng)域擁有享譽(yù)全球科學(xué)和技術(shù)專家。幾個(gè)成員國對(duì)量子技術(shù)的資金支持正在不斷增多，最名的是英國（2.7億英鎊給了一個(gè)五年的項(xiàng)目）和荷蘭（1.46億歐元的10年項(xiàng)目）以及 ERANet（QuantERA）的量子科技工程，資金3000萬歐元。

　　行業(yè)中對(duì)量子科技不斷增長的興趣。

　　歐洲如下公司表現(xiàn)出了興趣，包括 Airbus Defence and Space， Alcatel Lucent， ASML， Bosch， IBM， Nokia， IMEC， Safran， Siemens 和 Thales 等，且數(shù)量還在增長。小中型高科技企業(yè)，如 e2v， Gooch & Housego， ID Quantique， M Squared Lasers， Muquans， Single Quantum 和 Toptica 等，都在他們特定市場(chǎng)處于領(lǐng)先。

　　在半導(dǎo)體，電子，光產(chǎn)業(yè)的全球產(chǎn)業(yè)鏈中，歐洲所處的關(guān)鍵位置是能夠增進(jìn)產(chǎn)業(yè)的吸收和接納。如果量子技術(shù)會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì) 效應(yīng)，那么，公司的利益應(yīng)該在未來項(xiàng)目中得以重新認(rèn)識(shí)，這一點(diǎn)非常重要。在商業(yè)環(huán)境中提供用于使用和制造設(shè)備的主體是公司。他們將驅(qū)動(dòng)更高的生產(chǎn)量，降低成本，刺激新應(yīng)用和新市場(chǎng)的增長。世界其他國家，如美國，中國，日本等，也對(duì)開發(fā)量子科技潛力表現(xiàn)出越來越高的興趣，政府對(duì)此的戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)雄心日漸增強(qiáng)，很多非歐企業(yè)在歐洲或其他國家的量子科技市場(chǎng)中，也進(jìn)行了巨額的投資。

　　小知識(shí)：關(guān)于量子通信。對(duì)于客戶，企業(yè)，政府來說，通信安全具有重要戰(zhàn)略意義。目前，通過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行加密來保證安全，不過，這一傳統(tǒng)或許會(huì)被量子計(jì)算機(jī)打破。基于量子加密技術(shù)的安全解決方案沒有通信風(fēng)險(xiǎn)，如今已經(jīng)可以商用。這源于量子隨機(jī)數(shù)（大多數(shù)密碼協(xié)議中的一個(gè)重要原始碼）產(chǎn)生過程的特點(diǎn)。但是，這種絕對(duì)安全只在300公里以內(nèi)距離的信息傳輸才有效：量子信息安全在于它的不可克隆性，同樣地，在傳統(tǒng)中繼器中，量子信息具有不可延遲性。中繼器基于信任節(jié)點(diǎn)或全量子設(shè)備，某些衛(wèi)星也有可能屬于中繼器，而我們需要這些中繼器能夠覆蓋全球范圍。信任節(jié)點(diǎn)機(jī)制的優(yōu)勢(shì)在于，該機(jī)制可提供合法攔截訪問，很多國家需要這一點(diǎn)，而且這一機(jī)制已經(jīng)施行。量子中繼器利用了多模態(tài)量子記憶，優(yōu)勢(shì)在于能夠擴(kuò)展信任節(jié)點(diǎn)之間的距離。

　　全量子中繼器的組成部分有兩方面：一個(gè)小型的量子處理器，和一個(gè)將信息轉(zhuǎn)換成光子（與今天互聯(lián)網(wǎng)中的光電器件相似，但有量子功能）的量子接口。這些主要構(gòu)件在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)演示完畢，但是，投放市場(chǎng)之前仍需要多年研發(fā)。一旦研發(fā)完畢，真正的互聯(lián)網(wǎng)級(jí)別的量子安全通信將變成現(xiàn)實(shí)。

　　雖然長距離量子比特傳輸只能通過光子實(shí)現(xiàn)，但是，仍然存在各種平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)器，在中繼器節(jié)點(diǎn)上儲(chǔ)存和處理存儲(chǔ)信息。目前，歐洲或成員國正在投資的主要內(nèi)容有被困離子，光學(xué)諧振腔中的原子，鉆石色心和量子點(diǎn)等。世界領(lǐng)先的中小企業(yè)，如瑞士公司 ID Quantique，大公司，比如如東芝，等在歐洲量子科技領(lǐng)域也異常活躍，而且國有通信公司，如英國電信，也在加大參與力度，與此同時(shí)，多虧歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）的努力，該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化也在穩(wěn)步推進(jìn)中。

　　發(fā)起雄心勃勃的歐洲計(jì)劃

　　為長期的繁榮和安全創(chuàng)造出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)

　　為了讓歐洲從第二次量子革命中收獲到巨大的利益，并確保它的獨(dú)立與繁榮，我們需要協(xié)調(diào)歐洲各國的努力并將其規(guī)模化。一場(chǎng)世界范圍的技術(shù)和才智競(jìng)賽已經(jīng)開啟，因?yàn)樗娴膽?zhàn)略和經(jīng)濟(jì)利益都極高。世界其他地區(qū)正在加速趕上，因此，歐洲不能讓自己落后，不能讓人才和知識(shí)流失。很重要的是我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在歐洲上尚不存在能與美國和其他國家相比的連貫的、大規(guī)模的全歐范圍的量子技術(shù)項(xiàng)目。歐洲量子技術(shù)的研發(fā)面臨著碎片化和被仿制的風(fēng)險(xiǎn)。歐盟成員國和委員會(huì)過去二十年的持續(xù)投資使得歐洲處于一個(gè)強(qiáng)有力的位置，能夠利用這些正在涌現(xiàn)的機(jī)遇。在發(fā)展技術(shù)方面的定向投資將充分利用在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的過往投資，從而獲得潛在的巨大優(yōu)勢(shì)。除了那些主要應(yīng)用之外，那些能為其他部門帶來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響的派生性技術(shù)常常也會(huì)從那些改變游戲規(guī)則的新技術(shù)中產(chǎn)生。

　　為了解鎖量子技術(shù)的全部潛力，為了加速技術(shù)的發(fā)展并把商業(yè)產(chǎn)品帶給公共和民營市場(chǎng)，我們需要一個(gè)雄心勃勃、長期的、旗艦級(jí)的計(jì)劃，把全歐洲教育、科學(xué)、工程和創(chuàng)新聯(lián)合起來。一個(gè)包容廣闊的歐洲計(jì)劃將見證杰出的研究團(tuán)隊(duì)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)主體在一幅雄心勃勃的線路圖上向著共同的目標(biāo)彼此協(xié)作，并平衡長期的量子技術(shù)研究和對(duì)短期項(xiàng)目的投資。必須讓公司們獲得對(duì)創(chuàng)新的公共支持，從而能啟動(dòng)這些技術(shù)的供應(yīng)鏈，并將實(shí)驗(yàn)室演示轉(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品。歐洲計(jì)劃的各個(gè)要素展現(xiàn)在下面的圖表中。

歐洲量子技術(shù)計(jì)劃中的要素

　　量子技術(shù)計(jì)劃的構(gòu)架建立在教育和科學(xué)的強(qiáng)大基礎(chǔ)上。它采用致力于重點(diǎn)目標(biāo)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型項(xiàng)目來把這一基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為能強(qiáng)烈吸引企業(yè)興趣的創(chuàng)新。

　　這一計(jì)劃是一個(gè)廣泛的、非中心化的、包含各重點(diǎn)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的集簇和協(xié)作的項(xiàng)目，具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)和靈活性。這個(gè)廣泛的項(xiàng)目可以利用來自全歐洲的多個(gè)學(xué)術(shù)和工業(yè)合作伙伴的種種不同的能力和思想，它同時(shí)也能提供資源來為那些公認(rèn)為最有潛力的概念提供加速。

　　這一項(xiàng)目中的工程部分，需要能理解對(duì)新技術(shù)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用。大體來說，它是從概念、理論和一次性實(shí)驗(yàn)向可應(yīng)用的產(chǎn)品裝置的轉(zhuǎn)變。

　　這一結(jié)構(gòu)中的每個(gè)要素都將處理歐洲未來的知識(shí)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要方面，而這將為歐洲帶來繁榮、清潔能源、更好的健康和安全。為了讓效果最大化，關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)中的任何一部分都不能被疏漏掉。據(jù)估計(jì)，這一項(xiàng)目未來十年所需要的資助總額大約是十億歐元，以發(fā)展技術(shù)并投入應(yīng)用。

　　1. 教育

　　為新一代的量子技術(shù)技術(shù)人員、工程師、科學(xué)家和應(yīng)用研發(fā)者提供教育項(xiàng)目。

　　發(fā)起社會(huì)運(yùn)動(dòng)以讓歐洲人了解量子技術(shù)，并廣泛參與公共活動(dòng)以找出那些可能會(huì)對(duì)社會(huì)造成影響的問題。

　　2. 科學(xué)

　　從基礎(chǔ)科學(xué)到原理證明性實(shí)驗(yàn)，投資全歐洲超棒的科學(xué)項(xiàng)目。為了吸引新的研究人員來到歐洲、進(jìn)入這些研究領(lǐng)域，持續(xù)的投資是有必要的。

　　主要標(biāo)準(zhǔn)是支持歐洲在量子科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域追求卓越的研究呼吁。

　　通過新的國際籌資機(jī)制，支持國際合作、大學(xué)與政府實(shí)驗(yàn)室的合作。

　　3. 工程

　　建立重點(diǎn)項(xiàng)目維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，科學(xué)家、工程師、公司在共享的任務(wù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線上，對(duì)工具和軟件進(jìn)行開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化。

　　支持工程中心，從而讓主要合作者的開放聯(lián)盟能與歐洲和世界的其他合作者通過開放性聯(lián)系共同工作。

　　在實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化之前就認(rèn)識(shí)到并支持對(duì)工程方法的需求。在這一高科技的領(lǐng)域，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步而言，廣泛的工程活動(dòng)也是需要的。

　　4. 創(chuàng)新

　　建立一個(gè)歐洲范圍內(nèi)的量子創(chuàng)新基金，為各類將量子技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的公司提供資金支持。這些資金必須最大化地利用公司技能和專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)；它們被應(yīng)用的項(xiàng)目包括：公司領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目、公司內(nèi)部執(zhí)行的項(xiàng)目、與研究科技組織（RTOs）和學(xué)術(shù)界合作的項(xiàng)目。這些項(xiàng)目需要兼顧量子技術(shù)未來供應(yīng)鏈中所有的方面。

　　推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)活動(dòng)，尋求公共和私人應(yīng)用中最符合實(shí)際、最有益的量子技術(shù)應(yīng)用和類別。

　　建立孵化器，對(duì)小型、高潛力的量子科技公司提供技術(shù)轉(zhuǎn)移支持。為這些公司提供設(shè)備、技能、公募和私募資金以及幫其聯(lián)系允許他們成長的大型組織。

　　全歐洲項(xiàng)目相關(guān)活動(dòng)的連貫性是成功的關(guān)鍵，為了加強(qiáng)合作、協(xié)調(diào)，此項(xiàng)目將：

　　通過戰(zhàn)略平臺(tái)，協(xié)調(diào)各國戰(zhàn)略和活動(dòng)。因?yàn)楦鲊鴩翼?xiàng)目已經(jīng)存在，所有歐盟項(xiàng)目應(yīng)該以一致的方式建立在這些項(xiàng)目的基礎(chǔ)上。

　　推進(jìn)國際合作、交流，加強(qiáng)不同中心的人才網(wǎng)絡(luò)和信息交流合作，加強(qiáng)學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)的交流合作。增加流動(dòng)性和知識(shí)交流。

　　整合各國的國家計(jì)量機(jī)構(gòu)，從而為最成熟的量子技術(shù)發(fā)展基于量子的標(biāo)準(zhǔn)（例如量子秘鑰分發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)）。

　　組成一個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組，控制、指導(dǎo)那些從產(chǎn)業(yè)上將會(huì)產(chǎn)生、維持高水平利益的活動(dòng)。

　　通過顧問團(tuán)逐漸灌輸強(qiáng)烈的目標(biāo)感和方向感，容納學(xué)術(shù)界、商界和政府的個(gè)人規(guī)劃。這將對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)督、推薦，保證它盡可能高效運(yùn)行。

　　確定能由量子技術(shù)服務(wù)的政府需求。

　　推進(jìn)教育與科學(xué)間、工程與創(chuàng)新間的一體化和合作。

　　協(xié)助初期的量子科技項(xiàng)目，保證整個(gè)歐盟都有助于第二次量子革命，并從此獲得利益。

　　小知識(shí)：關(guān)于量子模擬器。對(duì)飛行器、建筑、汽車和許多其他復(fù)雜物體的設(shè)計(jì)都用到了超級(jí)計(jì)算機(jī)。與此形成對(duì)比的是，我們?nèi)圆荒茴A(yù)測(cè)一塊由數(shù)百個(gè)原子構(gòu)成的材料是否會(huì)導(dǎo)電或是否是磁體，以及是否會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。量子模擬器基于量子物理學(xué)定律，它將允許我們戰(zhàn)勝超級(jí)計(jì)算機(jī)的弱點(diǎn)，去模擬材料或化學(xué)化合物，或去解開其他領(lǐng)域，比如高能物理的方程。

　　量子模擬器可以被看作量子計(jì)算機(jī)的類比物，它特別擅長再現(xiàn)材料在極低溫度下的行為，這時(shí)量子現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)并產(chǎn)生非常（extraordinary）屬性。它相對(duì)于通用量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)是，量子模擬器并不需要完全控制每個(gè)個(gè)體元件，因此更容易建造。

　　若干個(gè)量子模擬器平臺(tái)已在發(fā)展中，它們包括超冷原子光柵，離子阱，超導(dǎo)量子比特陣列或量子點(diǎn)、光子陣列。實(shí)際上，第一臺(tái)原型機(jī)已經(jīng)能夠在超出現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)的水平上進(jìn)行模擬了，盡管還只是針對(duì)某些具體的問題的模擬。

　　這一研究領(lǐng)域進(jìn)展迅速。量子模擬器將致力于解決材料科學(xué)中的一些突出的難題，并允許我們展開原先不可能進(jìn)行的計(jì)算。這些難題之一是高溫超導(dǎo)的由來問題。這個(gè)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于三十年前，但在其由來方面仍然是個(gè)謎。對(duì)這一謎題的解決將開啟這樣的可能性：創(chuàng)造出一種能夠高溫?zé)o損導(dǎo)電材料，以應(yīng)用于能源儲(chǔ)存、分配和傳送。

　　結(jié)論

　　歐洲現(xiàn)在需要大膽的戰(zhàn)略性投資，從而去領(lǐng)導(dǎo)第二次量子革命。隨著歐洲建立它的科學(xué)卓越性，它還將擁有培育具有競(jìng)爭(zhēng)力的量子科技工業(yè)、促進(jìn)長期繁榮和安全的機(jī)遇窗口。

　　為了這一目的，這份宣言號(hào)召成員國和歐盟委員會(huì)一起發(fā)布這個(gè)有雄心的、長期的、旗艦級(jí)的計(jì)劃，以便去聯(lián)合全歐洲教育，科學(xué)，工程和企業(yè)領(lǐng)域。

　　為了獲得成功，一方面，這份提案應(yīng)該旨在鞏固歐洲在科研領(lǐng)域的卓越地位，保持其寬泛的范圍并給予它時(shí)間去取得基本成就。另一方面，它應(yīng)該與工業(yè)互動(dòng)去激發(fā)量子科技的全部創(chuàng)新潛能，進(jìn)而加速它們的發(fā)展，拉動(dòng)市場(chǎng)并全力實(shí)現(xiàn)蓬勃經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　這里必須提醒一下，圖一只是為了顯示未來項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)。每一支柱的主題、數(shù)量、支柱各自的大小、四大構(gòu)成（教育、科學(xué)、工程、創(chuàng)新）攤分資金等這些細(xì)節(jié)在此報(bào)告接下來部分會(huì)看到。在這一項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，將選擇一個(gè)合適的治理模型。

　　小知識(shí)。關(guān)于量子傳感器。疊加態(tài)天然地對(duì)環(huán)境非常敏感，因此可被用于制造非常精確的傳感器。材料質(zhì)量和控制上的穩(wěn)定進(jìn)步導(dǎo)致激光等組件的成本降低且越來越微型化。這些設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好被用于許多商業(yè)應(yīng)用中。

　　比如金剛石中的 NV 色心這樣的固態(tài)量子傳感器，已經(jīng)顯示在測(cè)量非常小的電磁場(chǎng)中有用。因此，這可能對(duì)生物傳感器、磁共振成像、金屬探傷等領(lǐng)域的多種應(yīng)用有幫助。一個(gè)早期的量子技術(shù)如今被廣泛應(yīng)用的例子是超導(dǎo)量子干涉元件，它們應(yīng)用在了腦成像、粒子探測(cè)等領(lǐng)域。

　　量子成像設(shè)備使用糾纏光束在成像過程中從光中提取更多信息。這能大幅度改善成像技術(shù)。比如，通過使用壓縮光獲得高分辨率的圖像、通過測(cè)量與另一個(gè)光子（這個(gè)光子具有不同的顏色和糾纏態(tài)，被用于探測(cè)樣本）糾纏的單光子來創(chuàng)造成像能力。

　　原子和分子干涉儀使用疊加態(tài)精確測(cè)量加速度和旋轉(zhuǎn)。這些經(jīng)過處理的加速度和旋轉(zhuǎn)信號(hào)可用于慣性導(dǎo)航設(shè)備，在地下或建筑內(nèi)工作。這樣的設(shè)備也能測(cè)量重力場(chǎng)、磁力場(chǎng)、時(shí)間或基本物理常量的細(xì)微變化。

　　小知識(shí)。關(guān)于量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算是量子科技中影響深遠(yuǎn)、最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)。基于能同時(shí)具有 0 和 1 兩態(tài)的量子位和設(shè)備的瞬時(shí)相關(guān)性，一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)相當(dāng)于一個(gè)大型的并行設(shè)備，能夠同時(shí)處理指數(shù)級(jí)別的計(jì)算。已經(jīng)有很多算法利用了這一能力，從而讓我們得以解決一些最強(qiáng)力的超級(jí)計(jì)算機(jī)都解決不了的問題。

　　過去二十年中，出現(xiàn)了使用不同平臺(tái)的量子計(jì)算機(jī)。最先進(jìn)的是基于囚禁離子和超導(dǎo)回路的計(jì)算機(jī)，一個(gè)提升到 10-15 個(gè)量子位的小型原型機(jī)已經(jīng)能運(yùn)行基礎(chǔ)的算法和協(xié)議了。很多平臺(tái)和構(gòu)架都展示了基于固態(tài)系統(tǒng)（半導(dǎo)體中量子自旋、固體中核自旋、Majorana zero modes），原子和光系統(tǒng)（分子中核自旋、原子和光子中的超精細(xì)結(jié)構(gòu)和里德伯態(tài)）的基礎(chǔ)量子計(jì)算原則。

　　由于技術(shù)利益和現(xiàn)有方法那被稱為「墨菲法則的終結(jié)」的顯而易見的局限性，最近十年，全球 IT 公司已經(jīng)開始對(duì)量子計(jì)算提升了興趣。量子計(jì)算機(jī)的進(jìn)展、容錯(cuò)算法以及新的制造工藝科技，現(xiàn)在正在將這一「圣杯」科技轉(zhuǎn)化為平衡地在某些應(yīng)用上超前經(jīng)典計(jì)算十年到二十年的現(xiàn)實(shí)編程。伴隨著這些新的發(fā)展，這些公司被問及的問題已經(jīng)不是將來有沒有量子計(jì)算機(jī)，而是將由誰造出量子計(jì)算機(jī)并從中獲益。舉個(gè)例子，英特爾，HRL 實(shí)驗(yàn)室和 NTT 正在贊助半導(dǎo)體領(lǐng)域的自旋量子項(xiàng)目；谷歌，IBM和英特爾在投資超導(dǎo)的量子研究；D-Wave正制造超導(dǎo)的量子退火爐；微軟正在將賭注押在拓?fù)涞牧孔颖忍厣希籐ockheed Martin 和 INFINEON 正在贊助研究囚禁離子和它們與光子互動(dòng)技術(shù)。由于歐洲的量子計(jì)算世界領(lǐng)先，許多IT公司業(yè)也開始在歐洲為它們的研發(fā)工作選擇學(xué)術(shù)伙伴。

　　在歐洲共建量子計(jì)算能力已有十年了，這將需要工業(yè)和學(xué)術(shù)合作伙伴們的協(xié)同共作，也要求來自研究機(jī)構(gòu)像 Fraunhofer， IMEC， VTT 和 LETI 等學(xué)術(shù)聯(lián)盟的工程師們的參與。這些硬件的努力還需要量子軟件的發(fā)展來補(bǔ)充，才能獲得能夠解決應(yīng)用問題的最優(yōu)量子算法。隨著大量領(lǐng)先的量子軟件團(tuán)體已經(jīng)活躍起來并和硬件團(tuán)隊(duì)互動(dòng)，歐洲已成為經(jīng)典高性能計(jì)算應(yīng)用軟件的發(fā)展領(lǐng)袖，也在建立新出現(xiàn)的量子軟件工程方面名列前茅。

　　量子技術(shù)的研發(fā)目標(biāo)

　　短期目標(biāo)：（0-5年）

　　研發(fā)用于加密能力和竊聽檢測(cè)、長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子安全連接的信號(hào)復(fù)示器的核心科技。

　　共建量子模擬器去處理化學(xué)工藝和材料設(shè)計(jì)的問題。

　　研發(fā)更多精確的能夠被用于為高頻率金融交易打時(shí)間印戳的原子鐘，讓國際市場(chǎng)有更好的法規(guī)和安全。

　　論證對(duì)指數(shù)保護(hù)和拓?fù)淞孔拥目刂啤?/p>

　　整合高速冷凍傳統(tǒng)控制硬件的功能性量子電路。

　　為特殊目的的應(yīng)用研發(fā)量子感應(yīng)器，例如，為防御，石油天然氣和太空領(lǐng)域研發(fā)重力感應(yīng)器，計(jì)時(shí)應(yīng)用用途的量子鐘，醫(yī)學(xué)用途和圖像領(lǐng)域的磁力感應(yīng)器。

　　為量子模擬器、計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，發(fā)掘新的算法、協(xié)議和領(lǐng)域應(yīng)用，如，分析和設(shè)計(jì)有用的化學(xué)進(jìn)程。

　　論證小的量子處理器，它可用以執(zhí)行量子算法和在原子或者固態(tài)平臺(tái)被量子誤差校正保護(hù)的邏輯量子運(yùn)算。

　　開發(fā)供應(yīng)鏈組件，例如冷凍的或電子的放大器和組件或是激光資源。這些都是構(gòu)建量子設(shè)備和眾多副產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

　　中期目標(biāo)（5-10年）

　　實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的磁性和超導(dǎo)性等電屬性的模擬，以支持發(fā)展和設(shè)計(jì)具有新異特性的新材料。

　　簡化量子感應(yīng)器，從而讓他們能夠用于低成本、大批量的應(yīng)用，如制造業(yè)、汽車業(yè)、建筑業(yè)和地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域。

　　因?yàn)榱孔泳W(wǎng)絡(luò)能夠加強(qiáng)信息安全并讓加密成為可能，從而讓遠(yuǎn)距離城市間能夠通過量子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全通信。

　　用能以超過一百物理量子比特的高速運(yùn)行的特殊目的量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算解決化學(xué)和材料科學(xué)的問題

　　研發(fā)掌上型導(dǎo)航儀器，精確到 1毫米/天并能夠在室內(nèi)使用。

　　建造量子設(shè)備，用其提升工藝性和可依賴性，降低成本并讓它們?yōu)橹髁魇袌?chǎng)所用。

　　論證星地量子密碼學(xué)。

　　長期目標(biāo)（10年以上）

　　打造一個(gè)安全、快速的量子互聯(lián)網(wǎng)，使用運(yùn)行量子通信協(xié)議的量子中繼器連接歐洲主要城市。

　　用具有特殊功能目的的量子硬件，設(shè)計(jì)出具有定制特性的新材料（比如，電導(dǎo)體或磁體）

　　建造一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，它能證實(shí)一個(gè)問題的解決方案，而如果使用當(dāng)前超級(jí)計(jì)算機(jī)的技術(shù)，同樣過程花費(fèi)的時(shí)間可能要比宇宙年齡的還要久遠(yuǎn)。

　　研發(fā)量子計(jì)算機(jī)模擬物理和化學(xué)問題，并解決化學(xué)反應(yīng)問題，比最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)還要快和準(zhǔn)確。比如，新的催化劑和藥物設(shè)計(jì)。

　　研發(fā)能夠整合在手機(jī)的芯片上的量子傳感裝置，例如，讓量子信息和傳感應(yīng)用在多用戶應(yīng)用間實(shí)現(xiàn)。

　　把從引力感應(yīng)器陣列中得到的測(cè)量關(guān)聯(lián)起來以創(chuàng)造引力圖像。

　　把量子傳感器整合到消費(fèi)者應(yīng)用中，例如在移動(dòng)設(shè)備中使用的整合的光子設(shè)備或固態(tài)設(shè)備。

　　研發(fā)其它應(yīng)用如量子信用卡，和量子鑰匙，還有其他未曾預(yù)期到的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。