随着制造新一代计算机的竞赛升温，欧洲公司正在关注改变游戏规则的机会。

　　在未来的某个时候，人们用于治疗各种疾病的药物，从简单的感冒到像帕金森氏症这样的复杂疾病，都可能来自量子计算机的发现。

　　这些机器依靠量子物理原理来超越最快的经典计算机，人们普遍预计它们将刺激新药的开发，并有可能在医疗保健领域取得重大进展。

　　“经典计算在药物发现等一系列领域正面临极限，”法国先进计算公司Eviden的量子计算主管西里尔·阿卢什(Cyril Allouche)博士说。“我们希望量子计算能够打破这一障碍。这将意味着新的药物和更少的疾病。”

　　欢迎来到下一代计算机的全球竞赛——作为一个研究项目的负责人，Allouche参与了这场竞赛，该项目获得了欧盟的资助，旨在探索量子计算的广泛应用。

　　虽然美国知名公司投资数十亿美元，试图成为第一个建造全尺寸量子计算机的公司，从而成为头条新闻，但欧洲企业和科学家在很大程度上在聚光灯下表现出了同样的决心。

　　对于所有参与探索的人来说，现在决定是否投资研究可能意味着是站在健康、能源和网络安全尖端技术的前沿还是落后的区别。

　　如果说对社会的利害关系是明确的，那么量子计算本身的性质就不那么明确了。

　　普通的计算机使用二进制代码进行操作和计算。在其核心，今天的计算代码只不过是大量的0和1，计算机在任何一个时刻读取0或1。

　　但是在量子计算机中发生了一些特殊的事情:零和一的“叠加”。这意味着操作系统可以同时占据这两种状态。

　　正是这种同时做两件事的能力，可以大大加快计算机执行某些计算所需的时间。

　　但还没有人做到这一点。现有的量子计算机是低功率机器，与普通计算机相比几乎没有优势。

　　“目前，量子计算仍处于理论阶段，”Allouche说。

　　然而，这并没有让研究人员气馁。

　　Allouche的欧盟资助项目被称为neasqc，即量子计算的下一个应用。它于2020年9月开始，一直持续到2024年11月底。

　　该项目汇集了德国、爱尔兰和荷兰等国的大学，以及瑞典制药开发商阿斯利康(AstraZeneca)、法国电力公司(electricit

　　de France)、拉脱维亚语言技术公司Tilde和英国汇丰银行(HSBC Bank)等企业。

　　阿卢什说:“现在是工业界产生兴趣的时候了。“在我们开发应用程序之前等待技术成熟将是一个非常糟糕的主意。我们现在需要关注用例。”

　　NEASQC正在探索9个用例。出于竞争的原因，潜在的申请是保密的。

　　Allouche说，研究人员已经可以测试一种尚未完全投入使用的技术，比如量子计算，在某些情况下是否会比已经使用的技术更好。

　　使用仿真器。这是一台普通的计算机，被配置成模拟量子计算机，但没有真正的量子计算机所具有的能力。

　　“你试着从理论中推断出一些属性，”Allouche说。“在这里，我们模拟了量子计算机的样子。”

　　通过这些模拟，研究人员可以确定量子计算是否能够取得进展，例如为新药寻找分子组合或提高基于太阳能电池的可再生能源输出。

　　量子计算机不会在所有应用中都胜过普通计算机。因此，寻找量子计算机的优势应用是一个主要的研究重点。

　　“我们需要看到经典计算的前沿在哪里，量子计算可能在哪里提供解决方案，”Allouche说。

　　第二个欧盟资助的研究项目正在寻找在欧洲推广量子技术的另一种方式。该项目不是资助实际的研究，而是将整个非洲大陆不同的项目联合起来。

　　这项名为QUCATS的计划为期三年，将持续到2025年4月底。该研究由法国国家科学研究中心(CNRS)的研究主任菲利普·格兰杰(Philippe Grangier)教授领导。

　　“我们欧洲没有专注于量子计算研究的大公司，”Grangier说。“欧洲的研究非常分散。我们想要解决这个问题。”

　　quats正在承担一些大型科技公司在美国提供的协调职能。

　　该项目通过多种方式做到了这一点。它撰写了关于量子研究需要采取的方向的战略文件，例如将欧洲定位为世界“量子谷”的新路线图。它帮助研究人员申请专利。它协调跨国研究。它甚至会告知公众。

　　QUCATS的合作伙伴包括欧洲量子工业联盟(QuIC)，该联盟聚集了希望量子计算能够为他们提供未来利益的私营公司。

　　QuIC的执行主任Thierry Botter博士赞同Allouche的观点，认为关注这些问题还为时过早。

　　“量子还很年轻。”波特说。“然而，企业需要了解量子计算如何影响他们今天的业务。先行者已经有所收获。后来者会发现很难赶上。”

　　他说，欧洲公司已经在研究量子计算能给他们带来什么。

　　例如，飞机制造商空中客车公司(Airbus)希望研究量子计算如何帮助设计更好的飞机，以及如何为气流和燃油效率建模。

　　量子研究的另一个紧迫领域是密码学。

　　如今，许多在线通信和数据都是用数学谜题加密的。在不知道加密密钥的情况下，用目前的计算机解决这些问题在实践中是不可能的。

　　但量子计算机将能够在没有密钥的情况下解决这些难题。一旦可操作的量子计算机出现，在线通信可能变得脆弱。

　　Grangier说，欧洲公司正在努力避免这样的麻烦。例如，西班牙电信设备供应商LuxQuanta和其他参与者已经找到了磨练和部署一种“量子密码学”的方法，这种方法可以防止广泛的隐私泄露。

　　与此同时，欧洲在量子竞赛中的最终表现如何还不得而知，部分原因在于投资需求。

　　波特说:“欧洲在量子领域拥有非常强大的研究环境，许多初创企业从中脱颖而出。”“但差距仍然存在。其中之一就是资金问题。”

　　欧洲投资银行(European Investment Bank) 2022年的一项研究发现，尽管欧洲的量子公司数量与美国相当，但欧洲大陆缺乏私人投资，这意味着美国公司获得的资金是美国的10倍。

　　波特说，欧盟及其成员国必须紧急采取行动，为该领域的欧洲公司提供更多资金。

　　“未来10年可能会发生很多事情，”他说。“今天的初创公司将来可能会成为大公司。50年前，欧洲团结起来创建了空中客车公司，现在是一家领先的航空航天公司。我梦想着量子世界的空中客车。”

　　量子计算机操作的不是经典计算中的二进制比特，而是量子比特。由于两种量子力学现象:叠加和纠缠，量子位具有额外的特性。

　　量子比特可以同时表示0和1的组合——叠加。量子位也可以是纠缠的——两个独立的量子位可以以单一状态存在，当作用于其中一个时，这种状态会发生变化。这就产生了量子位之间的相关性。

　　这些量子特征可以由科学家控制，并且可以大大加快计算机执行某些计算所需的时间。

　　更多信息:

　　NEASQC

　　QUCATS

　　地平线:欧盟研究与创新杂志提供

　　引用:计算的量子位移(2024年3月12日)检索自2024年3月14日https://techxplore.com/news/2024-03-quantum-shift.html本文档

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