近日，德國聯邦教育及研究部(BMBF)宣布了兩項耗資近1億歐元的量子計算機開發項目，分別為固態量子計算機(QSolid)項目和基于金剛石的自旋光量子計算機(Spinning)項目，以實現德國獨立生產本國量子計算機的目標。

前述項目均隸屬于德國國家量子系統研究計劃。德國聯邦政府在2022年開始實施量子系統研究計劃，并為此提供超過10億歐元，以實現量子計算的行業應用。

由量子位(qubits)構成的量子計算機未來可能在某些任務上遠超傳統計算機，并有望在材料、藥物開發或交通優化等方面取得突破。

據悉，固態量子計算機(QSolid)項目由德國于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)領導，旨在開發超高質量、低錯誤率的量子位，以建造一臺完整的德國量子計算機。項目時間為2022年1月至2026年12月，其中89.8%的項目資金由德國聯邦教育及研究部提供，總計7630萬歐元。

“在QSolid項目中，我們的重點是提高量子位的質量，”于利希研究中心Frank Wilhelm-Mauch教授表示用于存儲量子信息的量子位對外部干擾極其敏感，“我們打算通過新一代低錯誤率的超導電路來優化量子位，并希望通過高精度的生產方法和新材料系統來實現這一目標。”

于利希研究中心Frank Wilhelm-Mauch教授，圖片來自于利希研究中心

在項目早期階段，這臺量子計算機將集成到于利希研究中心的超級計算基礎設施中，并同步運行至少三種量子芯片：計算能力遠超傳統計算機的“登月”(Moonshot)系統、量子計算行業應用系統，以及一個基準測試平臺。項目首臺原型機將于2024年年中投入使用，可用于應用程序和行業基準的測試。

為了加快實現商業應用，25家德國公司和研究機構已經加入QSolid項目。合作伙伴均希望為基于超導量子位的計算機開發一個全面的生態系統，該系統將通過于利希量子計算用戶基礎設施(JUNIQ)向外部用戶開放，并根據用戶需求進行量身定制。

于利希研究中心超導量子計算機的低溫控制系統，圖片來自于利希研究中心

另一項基于金剛石的自旋光量子計算機(Spinning)項目由弗勞恩霍夫應用固體物理研究所(Fraunhofer IAF)領導，德國聯邦教育及研究部對其資助1610萬歐元。該項目旨在3年內開發由德國制造的量子計算機，并連接到經典計算機，以此建立德國量子技術生態系統。

這臺量子計算機的硬件將具有更長的運行時間、更低的錯誤率，并在較低的冷卻要求下運行，以接近經典計算機系統的運行條件，實現與經典計算機的連接。其量子位將由10個拓展到100個及以上量子位，最終達到對復雜量子化學反應的預測能力。

“我們的工作目標之一是確保一個創新性的量子計算機能夠可靠運行，并為大量用戶提供能夠使用量子計算的平臺，例如云計算。”Fraunhofer IAF執行主任Rüdiger Quay教授說道。