欧盟发布量子战略,目标2030年成为全球量子技术领导者
产业动态 | 发布时间:2025-07-04 | 阅读:518 次7月2日,欧盟委员会启动“量子欧洲战略”,计划通过研发创新、基础设施建设和产业转化,在2030年前将欧洲打造为全球量子技术领导者。欧盟技术负责人Henna Virkkunen表示,欧盟正寻求吸引私人资金以快速发展量子技术,减少欧盟在量子领域对美国和中国依赖。她强调:“我们目前必须更关注私人资金,因为公共资金已非常充足。目前全球量子领域私人投资仅5%流向欧洲,因此未来数月我们将重点推动私人资金投入。”
过去五年,欧盟委员会及各成员国已为量子技术提供超110亿欧元的公共资金。Virkkunen特别强调需支持初创企业:“欧洲量子初创易被外资收购或流向资金更充裕地区,因此必须立即行动。”不久前,英国量子计算初创公司Oxford Ionics刚刚宣布了将被美国上市量子公司IonQ以10.75亿美元收购的消息。
各大领域具体规划与时间节点详见下图:
图:欧盟量子战略各领域概述
01 问题显现,欧盟亮剑量子赛道
当前全球量子技术竞赛加速,欧盟将量子技术列为经济安全与国防战略核心,其应用已渗透医疗、能源、通信等关键领域。欧洲拥有全球最大的量子人才库,并在全球科学出版物数量上位居第一;拥有活跃的初创生态,全球约三分之一的量子公司总部位于欧盟;拥有完整的供应链,提供近50%的量子计算组件。欧盟正通过“量子旗舰计划”等举措,将科研优势转化为产业竞争力。
尽管欧洲在量子科学领域具有深厚的历史积淀,但许多问题正在显现:
· 创新能力与成果转化滞后。目前欧洲在全球量子技术专利申请量上位列第三,落后于主要竞争对手。
· 资源分散与协调不足。过去五年欧盟和成员国已在量子领域投入超110亿欧元,但由于缺乏统一协调,欧洲的努力在成员国、国家和地区资助机构之间仍然分散,导致重复建设、资源浪费和人才恶性竞争,严重制约了规模效应的形成。
· 产业生态不健全。欧洲虽然培育了全球诸多量子初创企业,但缺乏大型企业的早期应用牵引,加之可持续资金支持不足,使创新生态面临市场前景不明的困境。
为了解决上述问题,减少欧盟在量子领域对外部的依赖,欧盟委员会发布《量子欧洲战略》,该战略专注于五个相互关联的领域:
领域1:量子欧洲研究与创新:巩固欧洲在量子科学及其工业转型中的卓越地位。
领域2:量子基础设施:开发可持续、可扩展、协调的基础设施中心,以支持生产、设计和应用开发。
领域3:加强欧盟量子生态系统:通过投资初创企业和成长型企业,确保供应链和量子技术的工业化。
领域4:空间与量子技术的双重用途潜力(安全与防务):将安全、主权的量子能力整合到欧洲的空间、安全和防务战略中。
领域5:量子技能:通过协调灵活的教育和培训系统及项目,建立多样化、世界级的劳动力队伍,并促进人才在欧盟内的流动。
作为战略实施的重要保障,欧盟将建立一套完整的治理框架体系,用于监督项目进展并推动战略目标的实现,这一框架建立在2023年《欧洲量子技术宣言》奠定的政治共识基础之上。该治理框架充分吸收了由欧盟量子技术协调小组统筹、各成员国专家工作组提供的专业评估和建议,确保战略制定的科学性和全面性。
该战略详细阐述了欧盟在量子技术三大领域(量子计算与模拟、量子通信、量子传感)的重点关注事项与路线图,具体如下。
02 量子计算和模拟
量子计算有望彻底改变复杂计算优化问题的解决方式,其能力远超当前高性能计算(HPC)系统的极限。然而,量子计算机的目标并非取代传统HPC,而是作为加速器,提升整体计算方案的性能,以更高效、更节能的方式输出结果。与此同时,量子计算正日益与人工智能(AI)结合:量子计算可加速AI模型的训练,而AI则助力量子纠错,提升系统可靠性。
目前,量子计算正处于关键发展阶段。尽管已有小型量子处理器问世,但全球的核心挑战在于扩大规模,构建能够真正展现量子优势的成熟量子计算机。未来5至10年,量子计算机解决实际问题的能力将显著增强。正因如此,欧盟及其成员国,以及澳大利亚、加拿大、中国、日本、韩国、英国和美国等主要参与者,均在量子技术领域投入巨资,竞逐量子革命的领导地位。当前,多种量子计算平台并行发展,各自基于不同的技术路径。下表展示了不同地区企业提供的量子计算机分布情况。
通过国家计划和欧盟量子技术旗舰计划,欧洲正全面布局量子计算各个技术路线,并已取得显著进展,工作原型、软件工具包及深科技初创企业相继涌现。此外,借助EuroHPC JU,欧洲已在多个成员国部署首批量子计算系统原型。这一早期部署具有双重意义:一方面,它助力欧洲培育自主、主权化的量子产业,为硬件和软件供应商开辟早期市场;另一方面,它通过扩大用例和用户规模,推动内部市场发展。
欧洲还率先实现了量子计算机与HPC的混合架构,支持欧盟“数字十年”目标——2025年前推出首台量子加速计算机。这一里程碑不仅强化了欧洲量子硬件生态,催生工业用例,还为更先进的混合系统奠定基础,助力2030年实现全栈量子计算能力的长期目标。此外,这一混合架构将使欧洲AI工厂能够利用量子计算,进一步推动《人工智能大陆行动计划》的实施。
未来,欧洲量子研究与创新计划(Quantum Europe)将持续协调各方资源,加速从第一代量子设备向成熟量子计算机的过渡。目标包括:
· 2026年:发布欧盟量子计算与模拟路线图,明确技术基准与监测流程,评估各平台进展与潜力。
· 2026年起:扩大基于EuroHPC的量子计算系统规模,建立量子计算监测框架。
· 2030年:实现每系统约100个纠错量子比特,达到行业认可的具有实际价值的量子优势门槛。
· 2035年:力争成为首个实现单平台数千纠错量子比特的地区,这一规模被视为解决实际问题的关键。
这一进程将标志着“实用量子优势”的转折点,使欧洲跻身全球量子计算领导者之列,同时增强技术自主性,推动量子计算企业与前沿应用的发展。此外,欧洲将继续投资量子模拟器。这类设备能以较低硬件复杂度模拟量子系统行为,已在材料科学、量子化学和基础物理领域取得突破。欧洲在该领域处于领先地位,预计量子模拟器将比通用量子计算机更早产出实用成果。
通过制定清晰的路线图与监测机制,欧洲将以数据驱动战略决策,确保资源精准投入最具潜力的技术方向,巩固在全球量子竞赛中的优势地位。
03 量子通信
量子通信技术为实现超安全数据传输提供了革命性解决方案,既能保护关键基础设施,又能防范未来量子计算带来的网络安全威胁。这项技术不仅能够建立量子设备之间的专用网络、即量子互联网,还具有军民两用价值:在民用领域可保障金融交易安全和公共网络安全,国防领域则能为军事行动和国家安全通信提供保护屏障。通过EuroQCI(欧洲量子通信基础设施)和量子互联网等重大计划,欧盟正在打造完全自主可控的量子通信体系,这一体系将有效保护关键数据流、确保公共通信安全,并强化欧洲内部安全防御能力。
(一)EuroQCI计划:构建欧洲量子通信骨干网
作为欧盟IRIS²计划的重要组成部分,EuroQCI致力于建立覆盖欧盟全境(包括海外领土)的量子安全通信网络。该体系采用天地一体架构,地面部分依托光纤网络连接各国战略节点,空间部分则通过量子卫星实现广域覆盖。目前计划进展迅速,26个成员国正在部署国家级地面量子通信网络,这些网络将成为2026年发射的Eagle-1量子密钥分发(QKD)卫星的重要测试平台,这将是欧洲首颗在轨量子通信验证卫星。
在实际应用层面,这些地面网络已开展多项试点,包括医疗机构间安全传输敏感病历数据、政府机构端到端加密通信系统、电网控制中心等关键基础设施的QKD安全链路。这些试点正在验证QKD技术在保障核心公共服务和国家关键系统安全方面的性能。
为支撑这项计划,欧盟正在打造完整的本土化量子组件供应链,同时建设QKD测试认证中心,为设备预认证和系统集成提供专业环境。该计划还与欧盟网络安全政策深度协同,包括NIS2指令、网络安全法案修订以及ENISA量子安全密码路线图,确保量子通信系统从设计之初就具备军事级安全防护、供应链可信验证和应急响应能力。
全球竞争格局中,中国已建成2000公里级城际量子链路并实现天地一体化QKD;美国通过国家实验室网络推进量子互联网测试,但尚未形成大陆级联合计划。欧盟凭借IRIS²计划整合天地系统,采用安全设计原则和自主可控组件,在可信量子网络发展方面占据领先地位。
欧盟计划分阶段推进EuroQCI建设:
· 2025-2030年:重点建设跨国地面量子链路,建立连接地面网络与量子卫星的地面站,构建首个欧盟全域的实验性天地一体化安全通信网络。
· 2030年后:着力推动技术市场化应用和安全认证体系建设,持续升级空间段QKD服务并整合至IRIS²系统,通过统一认证机制确保全网的可靠性和合规性。
(二)量子互联网计划:面向未来的量子网络生态
作为EuroQCI的重要补充,量子互联网计划致力于打造支撑分布式量子计算和超安全数据共享的未来网络架构。欧洲已初步完成量子互联网标准架构设计,实现大都市级量子网络示范,成立全球首个开放量子互联网论坛(QIA)并培育出首批量子互联网商业化产品。
在量子欧洲研究与创新计划支持下,欧盟将重点突破以下目标:
· 2026年:发布量子通信发展路线图,启动欧洲量子互联网试验设施,验证核心组件和典型应用场景,包括安全量子云服务和分布式计算平台。
· 2030年:建成首个欧盟互联的实验性量子地面和太空安全通信网络,部署完全可运营的量子安全通信网络,同时引领国际标准制定。
此外,为应对量子计算对传统密码的威胁,欧盟已发布抗量子密码过渡路线图,正在全境推进密码系统升级工作。
04 量子传感
量子传感利用量子特性来测量物理特征,其灵敏度和精度远超经典传感器,可广泛应用于医疗保健、气候变化、地下水监测、安全、国防、空间和导航等多个领域。欧盟量子旗舰计划在推动量子传感技术从基础科学向应用驱动研究转变方面发挥了主导作用。目前,功能原型已在现实环境中进行测试,展示了欧洲在传感器创新以及为具有双重用途潜力的应用做准备方面的领导地位。
(一)量子重力仪
欧盟正在开发一个由移动和固定量子重力仪组成的网络,这些重力仪能够探测到地下数公里深处的地下特征,包括水库、天然气储量、矿产资源、岩浆房或埋藏的基础设施,可支持地球科学和地球物理学(包括地下制图和地震预警)、气候科学(例如监测冰川消融和地下水枯竭)、自然灾害预防、民用工程以及国防和民用保护中的战略应用。
发展规划为:
· 未来3-5年内:在欧洲各地部署一个地面重力仪网络,配备高空平台上的重力仪。
· 2026年:发布量子传感路线图。
· 2030年后:发射首个量子空间重力测量探路者飞行器。
欧盟还将探索在IRIS²后续任务中整合量子重力测量的可能性。这些努力可能会为一个由地面、空中和空间重力仪组成的全规模网络铺平道路,用于地球观测目的,支持科学研究和具有双重用途潜力的战略应用。
(二)量子磁共振成像(Q-MRI)
医学诊断领域,欧盟的研究为量子增强成像铺平了道路,利用量子传感器在分子水平上测量磁信号。这些系统在加速癌症和神经退行性疾病的检测以及现代化欧洲的诊断基础设施方面具有巨大潜力,为精准医疗和个性化医疗保健带来希望。
发展规划为:
· 2025年:在量子旗舰计划下支持建立欧洲Q-MRI试点基础设施,覆盖多个成员国。该基础设施将使量子增强MRI系统的临床验证成为可能,并为经过认证的研究中心、医院和行业合作伙伴提供开放访问权限,以测试批准的量子成像原型。通过整合基于人工智能的分析工具,该基础设施将提高诊断准确性,支持早期干预,并有助于降低整体医疗成本。随着时间的推移,该网络将在更多成员国逐步扩大规模。
量子欧洲研究与创新倡议还将继续资助Q-MRI传感器的进一步研发及其在公共健康研究基础设施中的整合,为它们的进一步工业化铺平道路。除了上述内容外,欧盟还将继续支持对更高灵敏度和新成像对比度的研究,这将开辟新的诊断能力,例如在神经学(例如早期阿尔茨海默病大脑连接障碍)或肿瘤学(例如通过代谢成像检测癌症)方面。
05 结语
量子技术已迎来全球竞争的关键转折点。欧盟凭借深厚的研究积淀,已在量子科技领域确立了全球领先地位,并构建了具有竞争力的产业基础。与此同时,当前国际量子技术竞赛正在加速升级:主要国家纷纷加大公共投入、强化国家战略协同、完善从基础研究到产业转化的创新链条,以争夺技术主权和经济制高点;量子技术特有的军民两用属性,使其成为各国提升国家安全和防务能力的重要战略资源;私人资本投入正在成为决定量子技术产业化成败的关键因素。
面对这一形势,欧洲若要保持技术竞争力、主导量子创新价值标准,并充分实现其科技领导力带来的经济与安全红利,就必须以紧迫感、明确的战略方向和团结一致的执行力积极应对。当下正是欧洲把握量子技术领导权的关键时刻。这项战略并非终点,而是一个持续演进的动态框架——为欧洲量子未来而设计的蓝图。它需要欧盟机构、成员国政府、产业界、学术界和全社会的通力协作。若成功,量子技术必将引领新一轮科技革命,而欧洲将站在这场变革的最前沿,按照自身发展理念塑造未来技术格局。
参考链接:
[1]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/quantum-europe-strategy
[2]https://www.reuters.com/business/eu-turns-private-funding-boost-quantum-technology-ambition-2025-07-02/
[3]https://www.eenewseurope.com/en/europe-prepares-its-quantum-act/
信息来源:“光子盒”微信公众号、https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/quantum-europe-strategy?sessionid=-753351057