摘要最近,欧洲委员会得到了许多欧洲国家的支持,已宣布大量投资量子技术(QT),以解决和缓解当今数字时代面临的一些最大挑战 - 例如安全通信和计算能力。超过二十年来,QT社区一直在努力开发QT,这有望具有里程碑意义的突破,从而在各个领域进行商业化。QT社区的雄心勃勃的目标和欧盟当局的期望不能仅由单个国家的个别倡议来满足,因此需要仅与伽利略或哥白尼计划相当的大型且前所未有的欧洲努力。强烈的国际竞争要求欧洲协调 - 在太空中开发QT,包括在交流和感应领域的技术研究和开发。在这里,我们旨在总结在对空间应用领域产生影响的量子技术开发中的最新状态。我们的目标是概述用于空间中量子技术的设计,开发,实施和开发的完整框架。
PoznańSuperComputing和网络中心(PSNC),EuroQCS-Poland协调员,EurohPC托管实体,完整硬件和软件开发集成,应用程序和用户支持
叠加是量子系统的基本特征之一。它允许这些系统同时以多种状态的组合存在。例如,一个光子可以占据多个状态,每个状态对应不同的潜在结果。在我们与光子相互作用或测量光子之前,它处于一种同时包含所有可能状态的状态。然而,一旦进行相互作用或测量,叠加就会崩溃,光子就会稳定在一个特定的、定义明确的状态 [1]。另一个重要概念是纠缠的概念,爱因斯坦将其称为“鬼魅般的超距作用” [2]。量子纠缠是指两个系统强相关的状态,无论这两个系统相距多远,获得一个系统的信息就会立即获得另一个系统的信息 [3]。
QT 标准化路线图遵循建设性方法,从基本的支持技术开始,构建 QT 组件和子系统,然后将其组装成 QT 系统,进而形成复合系统,构成用例的构建块(见图 1)。因此,路线图的结构非常接近欧盟量子技术 FET 旗舰计划的类别:量子通信、量子计算和模拟、量子计量、传感和增强成像,而基本支持技术和子系统则组织在两个池中 — 从而支持在不同系统类别中重复使用。不同类型的 QT 单元系统是通用 QT 基础设施或复合系统的基础。在用例层面上,QT 标准化路线图描述了基本适用领域,即所谓的“元使用
量子计算可能会使当前的公钥加密失效。防御这一问题的主要候选方案是量子密钥分发 (QKD)。QKD 最适合用于“自由空间”通信,尤其是卫星通信,全球有许多示范项目。由于光信号在光纤中传播时会衰减,因此光纤系统的 QKD 更具挑战性,光纤系统主导着世界通信基础设施。中国展示了最先进的光纤试验,在四个城市之间建立了 QKD 网络。东芝欧洲公司和英国电信公司合作,在国家复合材料中心和建模与仿真中心之间使用 Openreach 基础设施演示了基于 QKD 的安全网络(另见附录 3 中的“AQuaSec”项目)。欧洲量子通信倡议打算提供一个覆盖 27 个国家的完整 QKD 网络,该网络将于 2027 年投入运营,QKD 在目前的 UKRI 项目组合中占有重要地位。
1。基于音高数据;包括有关IONQ,ARQIT,剑桥量子计算和Psiquantum的宣布交易。QTS的实际投资量可能更高。2。包括公司和公司风险投资的投资。不包括对内部QT计划的公司投资。3。包括政府,主权财富基金和大学的投资。4。包括欧盟,瑞士和挪威。5。中国启动资金的数据可用性有限。概述包括有关中国的所有公开数据。尽管实际投资可能更高,但我们认为,在此阶段,中国授予的大多数资金都是为研究机构提供的。