在今年1月舉行的科隆啟動(dòng)會(huì)議上，一批創(chuàng)新人才發(fā)出了路線(xiàn)圖的啟動(dòng)信號(hào)，該路線(xiàn)圖將捆綁北威州的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、初創(chuàng)企業(yè)和公司在量子技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展研究。兩個(gè)主要的州級(jí)部門(mén)，文化與科學(xué)部（MKW）和經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、氣候保護(hù)與能源部（MWIKE）已委托QT.NMWP.NRW 協(xié)調(diào)辦公室和Forschungszentrum Jülich實(shí)施該路線(xiàn)圖。弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)工作。

　　北萊茵-威斯特法倫州擁有一個(gè)充滿(mǎn)活力的量子生態(tài)系統(tǒng)。在全州范圍內(nèi)，大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)、初創(chuàng)企業(yè)和成熟企業(yè)以及支持性倡議，都在推動(dòng)量子技術(shù)向未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展。北威州政府正在啟動(dòng)一個(gè)量子技術(shù)路線(xiàn)圖，將這些活動(dòng)捆綁在一起并充分利用現(xiàn)有的實(shí)力和區(qū)位優(yōu)勢(shì)。

　　未來(lái)量子技術(shù)市場(chǎng)的戰(zhàn)略方針

　　Bernd Jungbluth博士代表亞琛弗勞恩霍夫量子技術(shù)研究所，就協(xié)調(diào)北威州量子路線(xiàn)圖接受了采訪(fǎng)，談到了量子技術(shù)的未來(lái)潛力，該州的研究活動(dòng)，以及研究所的戰(zhàn)略性量子技術(shù)項(xiàng)目，以及當(dāng)前路線(xiàn)圖的計(jì)劃和目標(biāo)。Bernd Jungbluth博士是研究所領(lǐng)導(dǎo)量子技術(shù)戰(zhàn)略任務(wù)的負(fù)責(zé)人，并負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)北威州量子路線(xiàn)圖。

　　問(wèn)：是什么讓量子技術(shù)成為一個(gè)具有戰(zhàn)略意義、前景廣闊的領(lǐng)域？

　　答：目前，正在展開(kāi)的“量子技術(shù)2.0”是過(guò)去100年研發(fā)技術(shù)進(jìn)步的系統(tǒng)性延續(xù)。現(xiàn)在，研究人員能夠控制最小的微觀系統(tǒng)，能夠制備、控制和讀出單個(gè)原子、離子和光子。其中一個(gè)關(guān)鍵工具就是激光，它使能夠利用量子力學(xué)定律，這些定律通常與直覺(jué)相反，但卻能產(chǎn)生真正的效果。這讓業(yè)界能夠在傳感器技術(shù)、成像、計(jì)算和安全通信等領(lǐng)域制定新的標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)而言之：量子技術(shù)2.0極大豐富了人類(lèi)的工程工具箱。

　　問(wèn)：研究所在這一技術(shù)領(lǐng)域扮演什么角色？

　　答：量子技術(shù)正處于從知識(shí)驅(qū)動(dòng)型基礎(chǔ)研究向應(yīng)用導(dǎo)向型技術(shù)開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)上。弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)的成立，本身就是為了推動(dòng)量子技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所從 2016年一開(kāi)始就參與其中。畢竟，激光是微米和納米級(jí)高精度加工的終極工具，也是量子系統(tǒng)制備和控制的終極工具。

　　此外，我們一直使用的光子本身就是量子信息的載體。在研究所的一個(gè)內(nèi)部工作組中，我們系統(tǒng)分析了量子技術(shù)帶來(lái)的機(jī)遇和需求，以及我們已經(jīng)具備的技能和需要加強(qiáng)的地方。在此基礎(chǔ)上，我們能夠成功申請(qǐng)公共資助項(xiàng)目，并為這些項(xiàng)目貢獻(xiàn)研究團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。我們將自己視為激光行業(yè)的先驅(qū)，并帶領(lǐng)光子學(xué)領(lǐng)域的合作伙伴一起踏上這條征程。

　　問(wèn)：量子技術(shù)的哪些應(yīng)用是焦點(diǎn)？

　　答：目前由德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）資助的項(xiàng)目致力于量子光學(xué)相干斷層掃描（OCT）。這使我們能夠精確地洞察陶瓷或組織，后者在醫(yī)學(xué)診斷方面大有可為。這里的亮點(diǎn)在于，我們可以將不同波長(zhǎng)的光子相互糾纏在一起。由于這種糾纏，愛(ài)因斯坦曾稱(chēng)之為“幽靈”，盡管存在空間分離，但這些光子對(duì)的性質(zhì)仍然密切相關(guān)，因此測(cè)量一個(gè)光子就足以知道第二個(gè)光子的狀態(tài)。我們利用激光和非線(xiàn)性光學(xué)產(chǎn)生這些光子對(duì)。這個(gè)過(guò)程對(duì)于波長(zhǎng)范圍內(nèi)的測(cè)量很有意義，迄今為止，在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)的探測(cè)都很復(fù)雜。

　　問(wèn)：這種應(yīng)用將帶來(lái)什么？

　　答：在BMBF資助的“量子測(cè)量技術(shù)燈塔項(xiàng)目”中，我們聯(lián)合了其他項(xiàng)目單位成員，該聯(lián)合體旨在將OCT 技術(shù)用于腫瘤檢測(cè)。研究所將提供線(xiàn)光譜儀和算法。同時(shí)，基礎(chǔ)光子技術(shù)也很重要，例如選擇性激光蝕刻，我們利用它將微米級(jí)精細(xì)結(jié)構(gòu)引入玻璃體。我們利用這種技術(shù)為光子量子計(jì)算機(jī)制造離子阱。另一個(gè)重要項(xiàng)目是雷德貝格鑷子陣列，它能在雷德貝格計(jì)算機(jī)中優(yōu)化光束分布。來(lái)自四個(gè)輸出端的光束被分成2000個(gè)小光束，以提供2000個(gè)量子位。

　　問(wèn)：請(qǐng)談?wù)剚嗚∧壳罢诮ㄔ斓牧孔踊ヂ?lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)？

　　答：在開(kāi)發(fā)量子網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，我們與荷蘭代爾夫特的QuTech公司密切合作，建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，因此在這一領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。這種合作關(guān)系是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明我們作為光子學(xué)和激光研究所，可以為量子技術(shù)提供重要的技術(shù)基礎(chǔ)，并轉(zhuǎn)讓開(kāi)發(fā)激光-光學(xué)系統(tǒng)的成熟方法。

　　這些技術(shù)基礎(chǔ)，包括從光學(xué)設(shè)計(jì)和高精度組件到封裝和算法方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在量子互聯(lián)網(wǎng)方面，研究所已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種基于非線(xiàn)性光學(xué)的幾乎無(wú)噪聲量子頻率轉(zhuǎn)換器，目前已用于在代爾夫特和海牙之間的現(xiàn)有電信光纖上成功交換糾纏。

　　問(wèn)：除了技術(shù)魅力外，該如何從戰(zhàn)略角度評(píng)估這一項(xiàng)目？

　　答：參與這項(xiàng)具有全球影響力的實(shí)驗(yàn)，對(duì)研究所來(lái)說(shuō)具有多方面的意義。它為我們?cè)谖磥?lái)量子技術(shù)領(lǐng)域的活動(dòng)創(chuàng)造了知名度，確認(rèn)了未來(lái)的戰(zhàn)略方向并表明我們處于技術(shù)前沿。合作伙伴向我們表明，我們的技術(shù)貢獻(xiàn)是不可或缺的。

　　此外還有其他方面：通過(guò)量子互聯(lián)網(wǎng)的具體實(shí)施，我們每天都在學(xué)習(xí)并被迫為一些問(wèn)題找到解決方案。這種實(shí)用性還可以吸引人才，而在這個(gè)要求苛刻的技術(shù)領(lǐng)域，人才是非常稀缺的。技術(shù)工人的短缺是量子技術(shù)的主要限制之一。有了我們，有才能的人才可以塑造未來(lái)，而不是被困在象牙塔里。

　　問(wèn)：網(wǎng)絡(luò)在打開(kāi)量子世界的大門(mén)中扮演著怎樣的角色？

　　答：我們正在接受北威州的資助，以建立互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。如果沒(méi)有我們?cè)诤献髦蝎@得的科學(xué)地位，這將是難以想象的。我們非常感謝荷蘭同事對(duì)我們的信任，以及他們?yōu)檠芯刻峁┑脑S多真知灼見(jiàn)。他們還在互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，我們正在代爾夫特共同組裝、安裝和測(cè)試該節(jié)點(diǎn)，然后將其帶到亞琛并在這里投入使用。研究所目前的優(yōu)勢(shì)在于，我們可以將整個(gè)激光技術(shù)領(lǐng)域，從光源開(kāi)發(fā)到各行各業(yè)的具體應(yīng)用，都匯聚在同一屋檐下。

　　對(duì)我們的工業(yè)客戶(hù)和供應(yīng)商所面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題的深入了解，使我們更加關(guān)注市場(chǎng)實(shí)際需要什么樣的解決方案。目前，我們正在量子技術(shù)領(lǐng)域效仿這一做法。我們?nèi)匀皇且患壹す饧夹g(shù)研究所，致力于與這一年輕技術(shù)領(lǐng)域的參與者密切合作。只有這樣，我們才能最大限度地利用40多年來(lái)積累的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

　　問(wèn)：您如何評(píng)價(jià)研發(fā)現(xiàn)狀？

　　答：事實(shí)上，我們?cè)诒蓖菀呀?jīng)擁有一個(gè)非常富饒的量子生態(tài)系統(tǒng)，包括錫根、帕德博恩、波恩和亞琛在內(nèi)的十所大學(xué)、德國(guó)航空航天中心、尤利希研究中心、多個(gè)弗勞恩霍夫研究所以及大量創(chuàng)新型中小型企業(yè)、衍生企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)都在這里設(shè)立了教席。其中既有年輕的亞琛ARQUE系統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的基于半導(dǎo)體的可擴(kuò)展量子計(jì)算機(jī)，也有錫根eleQtron有限公司開(kāi)發(fā)的基于離子阱的量子計(jì)算機(jī)，還有明斯特Pixel Photonics有限公司利用超導(dǎo)納米線(xiàn)和光子集成電路推動(dòng)單光子探測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

　　其中的許多公司都將總部都設(shè)在LASER.region.AACHEN地區(qū)。因此，我們有許多“燈塔”，需要將它們協(xié)同連接起來(lái)，才能使各個(gè)部分發(fā)揮更大的作用。國(guó)家通過(guò)文化和科學(xué)部以及經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、氣候保護(hù)和能源部支持這一進(jìn)程。我們起步并不早，但我們擁有非常堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和工業(yè)基礎(chǔ)。我們希望利用我們的戰(zhàn)略經(jīng)驗(yàn)，以最佳方式將這些優(yōu)勢(shì)捆綁在一起。我們可以在這里創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境，讓分拆企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)能夠發(fā)展成為未來(lái)市場(chǎng)的相關(guān)參與者。

　　問(wèn)：如何制定量子路線(xiàn)圖？

　　答：州政府委托研究所負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)這一進(jìn)程，我們與EIN量子北威州辦事處和尤利希研究中心密切合作。不過(guò)，最終目標(biāo)是讓州內(nèi)盡可能多的參與者參與進(jìn)來(lái)。在啟動(dòng)儀式之后，一切都將真正開(kāi)始。

　　期間會(huì)有一個(gè)整合的過(guò)程。我們邀請(qǐng)所有感興趣的各方貢獻(xiàn)他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和想法。到目前為止，已有70家公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)加入。如何將它們適當(dāng)?shù)卣显谝黄穑芾硭鼈冎g的差異并就聯(lián)合路線(xiàn)圖達(dá)成一致，是一項(xiàng)令人興奮的任務(wù)。這就需要合理利用有限的資源，創(chuàng)造合適的框架條件。

　　量子科學(xué)與工程中心（QSE）也可以成為一個(gè)中心錨點(diǎn)。當(dāng)最終的資金決定作出后，我們幾乎可以立即在亞琛數(shù)字光子生產(chǎn)研究園區(qū)的過(guò)渡區(qū)域開(kāi)始工作。如今，北威州量子生態(tài)系統(tǒng)中的許多相關(guān)參與者已經(jīng)開(kāi)始相互交流。我們堅(jiān)信，量子技術(shù)能夠也必將為地區(qū)的結(jié)構(gòu)變革做出重要貢獻(xiàn)。

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