未来已来?量子技术的潜在应用远超当下认知

计量测控 2026-04-14 11:35
 
 

 

尼古拉斯·斯佩思曼(Nicolas Spethmann)将通往高性能量子技术的道路比作一场马拉松。这需要持久的耐力——以及充足的资金支持。斯佩思曼是德国联邦物理技术研究院(PTB)量子技术能力中心(QTZ)的负责人,同时也是QVLS Innovation GmbH的联合董事总经理。
未来已来?量子技术的潜在应用远超当下认知图2
尼古拉斯·斯佩思曼,德国联邦物理技术研究院(PTB)量子技术能力中心(QTZ)主任,QVLS Innovation GmbH 联合董事总经理
(照片来源:PTB
 

量子计算机、量子通信、量子传感——在德国联邦政府的高科技议程中,这些领域都设定了出人意料的具体目标。您认为德国在这些方面是否处于有利地位?

从科学技术角度来看,德国在量子技术方面的基础非常扎实,在某些领域甚至处于世界领先地位。德国研究创新专家委员会在其评估报告中也持相同观点,称德国拥有强大的起点。这得益于德国在量子物理领域的传统优势,也得益于联邦政府自2020年以来通过经济刺激计划向量子计算机及其他量子技术投入的两亿欧元。这样的国家资助至关重要,因为与美国不同,美国企业在投资新技术方面更为果断,而欧洲的风险投资则相对保守。这导致一些德国初创企业在国际竞争中,至少在资金方面处于明显劣势。

 

迄今为止,德国的量子研究资助有点像“撒胡椒面”,催生了一大批研究中心和创业计划。这种做法是否合理?

这种做法确实推动了很多发展,尤其是在布伦瑞克和汉诺威这些量子研究实力强劲的地区。在基础研究方面,我们原本就有很好的基础,比如在离子阱和量子物理方面的工作也从中受益。但更重要的是,出现了许多推动技术转移的新举措,比如下萨克森量子谷Quantum Valley Lower SaxonyQVLS)。该项目成功地将一个地区的所有相关参与者聚集在一起,构建了一个完整的创新生态系统,涵盖了科研能力、工程技术、企业家精神以及良好的创业环境。这种广度和深度是前所未有的。

QVLS高科技孵化器和其后续项目QIMP中,我们已培育出13家初创企业,其中一些如今已具备全球竞争力。在由德国联邦教育与研究部(BMBF)资助的未来集群项目QVLS-iLabs中,我们与十几家成熟企业展开合作。新成立的QVLS Innovation GmbH将在其中发挥重要作用,其深科技实验室设在布伦瑞克的前Rollei工厂。未来几年将检验哪些初创企业和量子技术能够实现自我造血。QVLS有潜力成为德国国家级的离子阱量子计算机中心,以及量子计量新型应用的研发基地。

 

面向未来,德国是否需要更集中资源、聚焦核心领域?

这无疑是明智之举,无论是在主题上还是地域上。一个很好的例子是量子通信保护伞项目Schirmprojekt Quantenkommunikation,见本期简报相关文章),其目标是汇聚德国量子通信领域的所有参与者,提供一个交流与协作的平台。这样可以高效利用现有资源,例如各联邦州已资助的测试平台和应用实验室。

德国通过经济刺激计划资助量子研究的资金将在今年年底到期。我们正感受到这一变化带来的影响。未来如何发展,目前仍在讨论中。我坚信:如果国家资助突然大幅削减,将造成极大损害。量子技术的发展更像是一场马拉松,面临激烈的国际竞争,需要持续稳定的资金支持。我们面临的风险也很高:不仅要确保欧洲获得经济利益,还要保障在一项未来关键技术上的科技主权,更不用说关键数据的安全性或国防能力了。

 

有人警告说可能会出现“量子泡沫”。投资量子技术是否也存在风险?

在对一项未来技术进行高额投资时,确实存在一定风险。我们还无法确定最终结果如何,比如量子计算机是否真的能像一些咨询公司预测的那样,带来大规模的经济价值。目前能在量子计算机上运行的任务,尚未产生直接的应用价值。但我依然对此充满信心:仅仅因为我们能够定制、构建并控制量子系统,就会催生出新的技术。至于最终是否是我们今天所设想的那种应用,我并不确定。肯定还有许多我们今天根本想不到的应用。

 

放眼德国以外的全球舞台,当前国际社会最关键的核心议题是什么?

当前一个高度国际化的议题,是基于科学的、可比较的测量方法的制定,以及量子技术的标准化。如果我们希望量子技术实现广泛的工业应用,就必须在这方面取得进展。我们必须就如何测量量子技术组件、如何确保测量结果具有可比性达成共识。

让所有国家都参与到这些方法和标准的制定中来至关重要。在这一问题上达成共识,有助于建立对技术的信任,实现跨国合作。不同国家的不同技术应在标准化过程中得到公平代表。但这并不容易,尤其是在涉及如此关键的技术时,A国代表未必能与B国代表自由交流。

为了更有效地推动共识形成,PTBG7国家及澳大利亚的计量机构共同发起了NMI-Q倡议,这是一个国际量子计量网络。在该网络中制定并达成一致的测量方法和表征程序,未来可纳入国际标准。

 

面向政策制定者,我们有哪些核心呼吁?

德国在研究开发和基础技术方面拥有极佳的起点。量子技术具备催生突破性新应用的潜力——我们应利用这一优势,进一步推动其向产业转移。为此,必须持续、有针对性地提供资助,以保持国际竞争力。同时,也应支持并推动采用新型、灵活的技术转移机制,坚定而高效地实现量子技术的实际应用。

采访人:Erika Schow 与 Imke Frischmuth

 

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