德国投入超10亿欧元实施量子计划，开发本国量子计算机

近日，德国联邦教育及研究部(BMBF)宣布了两项耗资近1亿欧元的量子计算机开发项目，分别为固态量子计算机(QSolid)项目和基于金刚石的自旋光量子计算机(Spinning)项目，以实现德国独立生产本国量子计算机的目标。

前述项目均隶属于德国国家量子系统研究计划。德国联邦政府在2022年开始实施量子系统研究计划，并为此提供超过10亿欧元，以实现量子计算的行业应用。

由量子位(qubits)构成的量子计算机未来可能在某些任务上远超传统计算机，并有望在材料、药物开发或交通优化等方面取得突破。

据悉，固态量子计算机(QSolid)项目由德国于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)领导，旨在开发超高质量、低错误率的量子位，以建造一台完整的德国量子计算机。项目时间为2022年1月至2026年12月，其中89.8%的项目资金由德国联邦教育及研究部提供，总计7630万欧元。

“在QSolid项目中，我们的重点是提高量子位的质量，”于利希研究中心Frank Wilhelm-Mauch教授表示用于存储量子信息的量子位对外部干扰极其敏感，“我们打算通过新一代低错误率的超导电路来优化量子位，并希望通过高精度的生产方法和新材料系统来实现这一目标。”

于利希研究中心Frank Wilhelm-Mauch教授，图片来自于利希研究中心

在项目早期阶段，这台量子计算机将集成到于利希研究中心的超级计算基础设施中，并同步运行至少三种量子芯片：计算能力远超传统计算机的“登月”(Moonshot)系统、量子计算行业应用系统，以及一个基准测试平台。项目首台原型机将于2024年年中投入使用，可用于应用程序和行业基准的测试。

为了加快实现商业应用，25家德国公司和研究机构已经加入QSolid项目。合作伙伴均希望为基于超导量子位的计算机开发一个全面的生态系统，该系统将通过于利希量子计算用户基础设施(JUNIQ)向外部用户开放，并根据用户需求进行量身定制。

于利希研究中心超导量子计算机的低温控制系统，图片来自于利希研究中心

另一项基于金刚石的自旋光量子计算机(Spinning)项目由弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)领导，德国联邦教育及研究部对其资助1610万欧元。该项目旨在3年内开发由德国制造的量子计算机，并连接到经典计算机，以此建立德国量子技术生态系统。

这台量子计算机的硬件将具有更长的运行时间、更低的错误率，并在较低的冷却要求下运行，以接近经典计算机系统的运行条件，实现与经典计算机的连接。其量子位将由10个拓展到100个及以上量子位，最终达到对复杂量子化学反应的预测能力。

“我们的工作目标之一是确保一个创新性的量子计算机能够可靠运行，并为大量用户提供能够使用量子计算的平台，例如云计算。”Fraunhofer IAF执行主任Rüdiger Quay教授说道。