德国宇航中心推进量子计算领域创新与应用研究

作者: 2021-10-09 17:09 来源:
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5月,德国联邦经济与能源部(BMWi)以及联邦教研部(BMBF)宣布将斥资约20亿欧元支持量子计算及相关技术的发展。德国宇航中心(DLR)因在量子技术领域的强大研究实力获得7.4亿欧元资助,占比超过1/3。随后,德国宇航中心成立量子技术研究所以推进量子技术的研发。

1、德国宇航中心获7.4亿欧元拨款。5月,BMWi向德国宇航中心拨款7.4亿欧元[1],以支持德国宇航中心在未来数年内整合利用德国在量子技术方面的专业知识,帮助开展产学研合作,开发本国量子计算机以及相关应用,并建立工业基地。

该专项投资的一项主要目标任务是在未来4年内,通过德国宇航中心、工业合作伙伴以及其他研究机构组成的联合团队,开发出多种体系架构的量子计算机原型机。德国宇航中心将重点研究并实现基于不同概念的量子计算架构,如离子阱、金刚石基、量子点等。另外,德国宇航中心还将开发混合系统,实现传统计算机与量子计算机系统的互补。比如将量子计算机和模拟计算机组合形成高性能计算机,实现更高效的任务适配性和系统性能。

2、德国宇航中心新建量子技术研究所。527日,德国宇航中心在线举行量子技术研究所成立仪式。该研究所将重点推进量子技术的研发,同时还将与工业界合作,提升相关技术的成熟度,并藉此打通量子技术基础研究与应用之间的桥梁[2]。目前,德国宇航中心有超过40名研究人员从事量子技术研究。在未来数年内,量子技术研究所将新招募约200名科研人员,与德国宇航中心卫星测地和惯性传感研究所以及伽利略技术中心共同在量子技术领域发挥先锋作用,助力德国保持在工业领域的领导地位。量子技术研究所将重点开发的项目包括:

1COMPASSO光钟项目。相较传统原子钟,这种下一代原子钟技术可以将时间测量精度至少提高两个数量级。运用该技术的卫星导航系统将更有效且更加可靠,其位置信息的精度可高达1~2厘米,将用于多种面向未来的应用,如无人驾驶汽车、海上导航、自主空中出租车和无人运输机等。测量地球重力场以及监测气候变化的空间任务也将受益于光钟相关技术突破。研究团队面临的主要挑战之一是开发适应空间飞行环境的光钟技术。德国宇航中心计划在2024年在国际空间站上验证COMPASSO任务,以在近地轨道上测试相关系统。COMPASSO任务还将在巴托洛梅奥商用研究平台(Bartolomeo)上开展为期一年的测试。项目合作伙伴包括空中客车、Menlo系统、SpaceTechTesat-Spacecom公司等。

2)量子通信和量子密码学。量子通信和量子密码学领域将受益于光学元件领域的技术突破及其小型化。量子技术研究所将与产业界密切合作,以开发必要的技术并为市场化做好准备。           (王海名)



[1] DLR teams up with in-dus-try to de-vel-op Ger-man quan-tum com-put-ers. https://www.dlr.de/content/en/articles/news/2021/02/20210511_dlr-teams-up-with-industry-to-develop-german-quantum-computers.html

[2] DLR opens the In-sti-tute of Quan-tum Tech-nolo-gies in Ulm. https://www.dlr.de/content/en/articles/news/2021/02/20210527_dlr-opens-the-institute-of-quantum-technologies-in-ulm.html

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