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在過去幾十年中，歐洲量子物理學家們做了一些驚世之舉：將單光子送入地球軌道并使其返回，創(chuàng)造量子比特（在能破解如今加密方式的計算機中將成為核心）以及“傳送”光子、電子和原子的量子態(tài)。但他們在將科學轉化為技術方面成效甚微。至少3400位簽署了《量子宣言》的科學家是這樣認為的。《宣言》呼吁設立一個歐洲大型項目，以支持和協調量子技術研發(fā)。歐盟委員會了解到這一情況后，投資了10億歐元設立一個為期10年的大型項目，稱為量子技術旗艦項目，今年啟動。

在量子隱形傳態(tài)（未來量子物理互聯網的關鍵）方面作出了突破性貢獻的維也納大學物理學家安東?蔡林格（Anton Zeilinger）說：“歐洲有兩個選擇：要么團結起來參與競爭；要么忘記這回事，讓別人利用歐洲的研究成果。”

歐盟委員會兩年前在阿姆斯特丹的一次會議上正式宣布為這個項目提供資金，這次會議由荷蘭最著名的量子研究實驗室QuTech聯合主辦。會上，約350位科學家、歐洲業(yè)界的代表以及谷歌、洛克希德?馬丁公司、微軟等總部位于美國的全球性技術公司的代表敲定了該項目的優(yōu)先級。QuTech材料科學家和項目負責人阿諾切卡?沃斯雷金（Anouschka Versleijen）說：“旗艦項目的組織和形態(tài)仍待定，但已經啟動了。”

在阿姆斯特丹，代表們所爭論的潛在量子技術遠遠超出了人們通常的想象，涉及了牢不可破的加密、無法入侵的互聯網以及能夠破解現有機器可能需100年時間才能解決的問題的計算能力。新技術包括量子模擬、量子傳感器、量子成像、量子時鐘，以及量子軟件和算法。

在量子模擬中，專門制造的量子計算機將執(zhí)行材料的量子力學級建模，這對當今的傳統計算機而言是無法實現的。量子模擬將闡明超導體的精細結構，并繪制出復雜的化學反應來預測新工程材料是否穩(wěn)定。

量子傳感器和量子成像將在醫(yī)學領域發(fā)揮特別重要的作用。例如，可提供新的檢測心臟磁場的方式，從而更加準確地診斷和辨別出心臟疾病。英格蘭拉夫堡大學專注于量子工程領域的物理學家馬克?埃弗里特（Mark Everitt）說：“你能夠獲得之前無法看到的東西的圖像。”

英國國家物理實驗室的海倫?馬戈利斯（HelenMargolis）說，量子時鐘跟蹤單個原子的振動，從而實現難以想象的精確度，用途將非常廣泛，可包括局部重力勢的精確測量和金融交易的精確定時。她稱，量子時鐘的精確度極高，可實現300億年誤差不超過1秒。

利用新的量子算法，量子計算機的數據處理速度可大大提高，以前所未有的速度進行數據庫檢索、機器學習和圖像識別。微軟等公司研究量子編譯器，對大量的編碼器而言，使用此類算法可能會更方便。

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既然醞釀了這樣一系列有價值的潛在技術，歐洲為什么不早點在這些技術上全力以赴呢？蔡林格說，一部分原因是科學家與工程師之間的溝通問題。他說，一些量子理論非常古怪，讓工程師們很反感。“在歐洲一直存在這樣一個問題：歐洲工業(yè)界比美國的懷疑態(tài)度更強，當然現在的懷疑論調少了一些。”

埃弗里特對此表示贊同。他認為，量子力學有許多領域已經不再是物理學的問題；而是工程問題。“這些領域將會取得巨大進步，推出全新的產品。”

作者：Alexander Hellemans

IEEE Spectrum

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