全世界的政府已经意识到，量子是一系列相关技术的未来机遇，不仅涉及量子计算领域，还在传感与测量、通信、模拟、高性能计算等领域拥有广阔的应用前景。并且，这些量子生态系统及其整个供应链之间存在联系。各国政府已做出响应，启动量子技术计划，以发展这一重要的未来科学技术。2019年，各国政府争先恐后地达成了一项10亿美元的计划用于量子计算研究。2020年，对于该研究所需的支出和想要达到的成果都显著增加。

　　世界各地的专家已经撰写了许多有关量子领域的文章。本文重点关注2020年的关键发展，以及它们告诉我们在2021年要注意的事情。为了支持以下观点，Fact Based Insight可以提供文章撰写的独立性，并没有从这些计划中获得任何资助。

　　欧洲量子周计划是从一个以物理为主的兴趣小组动员起来的。该计划正在努力吸引更多的工程、计算机科学和数学人才。

　　“旗舰计划”——在拓展阶段，这个计划中的19个项目遍及量子计算、通信、模拟、传感和计量以及基础科学。2020年，这些项目通过了中期审查，同时启动了两个新项目——QLSI将硅自旋量子比特添加到已经成为目标的超导和离子阱量子比特的行列中；NEASQC专门针对NISQ应用程序，解决许多人认为缺乏软件重点的程序的平衡问题。

　　EuroQCI汇集了25个欧盟国家、欧盟委员会和欧洲航天局，其具体目标是建立泛欧量子通信基础设施，设想了将在10年内部署的两个关键要素：现有光纤设备间互联链路的地面站接收系统以及基于远距离双方之间的空间链路。第一个服务是QKD，其他服务也会接踵而至，例如数字签名、身份验证以及超精密时间信号的同步。

　　Thierry Breton（欧盟专员，前ATOS首席执行官）强调另一个重要的目标是“促进欧洲世界级量子通信技术产业的发展，从而增强我们在这一关键领域的技术主权”。OpenQKD对这一计划进行了补充，通过提供测试平台来演示各种客户端的使用案例。

　　HPC ——欧盟追求的百亿亿次（E级）超级计算机是中国、美国、日本都在追求的高性能计算的前沿技术，目前都未完全实现，故研究量子计算的目标与委员会捍卫欧洲在HPC中的地位目标相吻合。

　　Breton确表示：“我们的目标是使用百亿亿次计算机快速达到计算的下一个标准，而且最重要的是已经集成了量子加速器以开发混合动力机器，这种颠覆性技术将会使欧洲处于领先地位。”

　　传统上，欧洲研究计划倡导开放科学，开放创新和对世界开放的价值观。准成员资格允许非欧盟国家参加其研讨活动，QuantERA资助机制更鼓励各国在整个欧洲研究领域进行合作。因此，量子技术旗舰计划开始探索与加拿大，日本和美国的潜在合作。但是，确保数字或技术主权已成为欧盟目标中越来越重要的一部分，这包括限制中美两国利益的依赖性和影响力，这样的限制为未来计划开展中的包容性和灵活性带来了不确定性。

　　与其他量子计划一样，人力资源是重点领域。但是，仍有一个关键问题没有明确的答案——是说服有才能的欧洲学生不要去Alphabet和阿里巴巴工作，还是说服这种国际科技专业的学生更多地利用他们的价值在欧洲开展研究工作？

　　业务参与——欧洲许多大型企业都积极参与量子旗舰计划，特别是ATOS、泰雷兹集团、空中客车、大众、博世和法国电力集团。然而，许多公司仍在寻求欧洲商业态度的更大的转变。量子技术旗舰计划主席Jurgen Mlynek表示：“美国科技公司更愿意进行长期投资。欧洲大公司说‘很高兴听到您在做什么，但我们是技术接受者，而不是技术制造商。’”

　　QuIC——正在准备启动欧洲量子科技产业化联盟。这被认为是美国QED-C的对应版本，目标是200-225个成员。

　　德国政府已经宣布，为应对新冠肺炎疫情冲击，将提供20亿欧元用于量子科技研究，为2018-2022年间计划用于量子研究的预算支出打下了基础。在2020年下半年，担任欧盟轮值主席国的德国再次强调量子技术在数据主权等方面的重要作用，同时，德国已经对非欧盟国家的相关高科技公司进行了更严格的限制。

　　Forschungszentrum Jülich研究所在欧洲量子领域中地位逐渐上升。它是跨物理、化学、生物学、医学和工程学的大型多学科研究中心和大型超级计算机中心，并且已经启动了JUNIQ程序，以提供访问多种量子计算技术的平台。它将在2021年成为EU QuIC的研究总部，并托管OpenSuperQ交付的量子计算机原型。此外，它还将接手于2025年之前全面投入运营的亥姆霍兹量子中心。

　　Quantum Delta NL（QΔNL）计划利用荷兰现有量子技术资源进行协调合作：包括代尔夫特的QuTech，阿姆斯特丹的QuSoft和埃因霍温的QT/e等研究机构；莱顿、奈梅亨、格罗宁根、特温特和乌得勒支的优秀研究小组，诸如TNO和StartupDelta，以及一系列行业合作和初创公司。计划将集中在三个前沿领域，围绕五个城市枢纽——开展量子计算和量子模拟、国家量子网络和量子传感应用。

　　荷兰坚定不移地将本国定位为“通往欧洲的量子门户”，并期望建立量子硅谷，强调其中心的地理位置：高度的商业便利性和高质量的生活。目前，荷兰与微软和英特尔之间的合作关系稳定，同时不断从QIA和iqClock等量子技术旗舰计划项目中受益。2020年，Quantum Inspire成为荷兰量子计算生态系统的一个重要里程碑，这是欧洲第一个基于量子云的平台。

　　法国已从量子领域集群以及相关的高科技产业专业知识中受益，与法国有着紧密联系的大型企业已经在量子领域取得了显著成绩，例如ATOS、泰雷兹集团和空中客车公司。

　　NQTP第二阶段（2019-2024）将重点和资源转移到商业主导项目上。随着产品越来越符合市场要求，合作伙伴通常希望对将要成型的计划采取更多控制，以确保能从该计划提供的协作框架中受益。作为回报，Innovate UK利用产业战略挑战基金(ISCF)发起一系列由公共、私人混合资金支持的项目，以支持不断发展的量子生态系统的搭建。

　　ISCF（产业战略挑战基金）目前正在资助三个重要量子研究领域中启动的40多个量子项目。通常，每个财团都会聚集来自整个供应链的3-10个合作伙伴，并提供强大的学术支持。项目通常设置为运行18-36个月，预算在50-1000万英镑之间。这种方法具有一定的灵活性，可以在后续开发补充项目，同时可以支持多种项目类型。

　　协作研发——大型项目将供应链参与者聚集在一起，以更高效对产品进行升级。研发重点通常是确保有可行的供应链来支持产品的商业化研发模式，并且可以从可能的参与者手中获得投入。例如KAIROS，这是由Teledyne e2v领导的将紧凑型原子钟商业化的计划，或由Rigetti领导的在英国建造量子计算机的计划。

　　QTEC是英国NQPT第一阶段的一项计划，为科学家转变为企业家的过程中提供帮助。“奖金”将为早期从事相关工作的研究人员提供薪水、费用、业务培训和指导，为他们提供为期一年的创业指导。现在，QTEC的早期研究员正在参与诸如KETS和Seeqc之类的量子领域后起之秀的培训工作，或者在特定领域的（例如QLM或FluoretiQ）商业化应用方面取得了令人瞩目的进展。Nu Quantum和Quantum Dice是最近两个知名的初创公司。

　　Fact Based Insight认为，QTEC已经取得了显著的成功。但是目前，NQTP的第二阶段尚未为其继续提供资金。它最初的出资者是英国自然科学基金(EPSRC)，但是，EPSRC的核心目标正集中在科学研究和培训上。同时，Innovate UK一直在努力发起ISCF项目。Fact Based Insight希望，NQTP能继续开展其计划的第二阶段。

　　在首相鲍里斯·约翰逊的政策中值得注意的一点是计划大幅增加公共研发支出，并建立一个新的机构，用来进行高风险、高回报的研究，即英国的ARPA计划。但是，鉴于它与英国研究与创新机构(UKRI)的关系，关于如何实施这一计划仍在考虑中。UKRI本身是一个相对创新的部门，它汇集了包括EPSRC和Innovate UK在内的英国主要研究资助组织，这两个组织是英国NQTP的主要资助来源。

　　包括Dominic Cummings（现任首相顾问）在内的英国ARPA核心支持者都希望将其视为一个新的独立机构。乔·约翰逊（前科学部长、首相的弟弟）和马克·沃尔波特（英国NQTP联合创始人）都认为UKRI是“孵化ARPA”的理想基地。UKRI的核心研究预算将在未来三年中以每年4亿英镑的额度增加。另外，高风险、高回报基金的首笔5000万英镑资金在2021-2022年用于UKRI，基金中的8亿英镑将在2024-2025年拨款。这些资金大多会用于量子领域的研究中。

　　2017年，加拿大国家研究委员会(NRC) 发起了一个名为Quantum Canada的计划。对于加拿大来说，总部位于加拿大或与加拿大有紧密联系的知名量子公司的数量众多。例如D-Wave、Xanadu、1QBit、Quantum Benchmark、evolutionQ、Zapata和ISARA。其中，创意破坏实验室(CDL)一直是量子行业初创企业的标杆。

　　美国在量子科学方面的投资历史悠久。2020年是美国国家量子倡议(NQI) 计划的第二年，并且随着该计划的真正成形，人们也看到了量子科技发展的亮点。NQI将在2019-2023年支出13亿美元，大量私人资金也已投入其中。

　　美国能源部拥有一个由17个国家实验室组成的独特网络，在美国研究领域具有独特的能力。美国能源部已经建立了五个国家量子信息科学(QIS)研究中心。

　　QED-C将继续找出技术差距，并与政府和行业合作伙伴合作填补这些差距。Celia Merzbacher（QED-C副主任）强调“ QED-C成员期望将全球网络作为量子供应链，我们将在2021年提供非美国会员制合作机制”。同时也希望QED-C将重点放在建立多样化的人才培养上（包括来自少数族裔服务机构的人才）。

　　DARPA ——该研究机构及其前身ARPA使它在量子领域具有一定的地位。过去的研究成果对量子技术的早期发展产生了影响，特别是用于原子钟的CSAC（2001-9），用于量子感测的QuASAR（2010-18），用于量子计算和通信（包括世界上第一个QKD网络的演示）的QuIST（2001-5）。当前值得注意的成果包括用于创建NISQ量子计算机的ONISQ和用于开发具有独特拓扑特性材料的TEE，这些材料可用作拓扑量子比特以及其他潜在应用。著名的研究合作伙伴包括Rigetti和ColdQuanta。

　　中国“五年规划”（尤其是自2006年以来，包括量子科学）一直推动着科学和技术领域的发展。中央和省级资金已经投入超15亿美元，中国科学技术大学已经成为世界上主要的量子研究中心。迄今为止，中国拥有全球最大的已部署QKD网络，并在先进空间量子通信技术方面继续保持世界领先地位。“墨子号”卫星和九章量子处理器是该计划成功的标志。

　　2018年，日本政府于2018年推出Q-LEAP (Quantum Leap)计。