全球量子技术与产业发展态势

每日新闻 · 发表于 2024-9-25 21:17:00

　　第二次量子革命正在到来，它可能与二十世纪初第一次量子革命催生激光、核能、核磁共振成像扫描仪和晶体管等发明一样重要。量子通信、量子计算、量子精密测量等量子技术走出实验室，将使传感器、通信、量子医疗、信息处理等新兴领域获得跨越式发展。
　　近年来，全球主要国家和地区加速推进量子领域的战略布局，量子技术与产业已成为各国维护国家技术主权与发展主动权的战略制高点之一。仅2023年一年，就有近十个国家和地区发布量子技术与产业国家战略规划，量子技术与产业领域的国际竞争日趋激烈。
　　超前布局量子技术与产业发展
　　美国自2002年制定《量子信息科学和技术发展规划》以来，持续发布战略政策文件，对量子科技发展进行前瞻布局。2022年3月，美国国家科技委员会发布《使量子传感器成为现实》。2023年1月，美国白宫国家量子协调办公室发布《国家量子倡议2023年度预算》。2023年11月，美国两党立法更新《国家量子倡议法案》，支持将原法案期限延长至2028财年，旨在推动国家量子技术的研究和开发顺利进入下一阶段，并将重点放在量子技术在现代场景的应用上。
　　欧洲一直致力于成为推动量子革命的引领者。2021年10月，欧洲核子研究中心发布《量子技术计划：战略和路线图》，描绘了中长期量子研究的技术路线图，旨在指导政产学各界协同突破量子技术发展瓶颈。2023年3月，欧洲电工标准化委员会发布了《量子技术标准化路线图》。2024年1月，欧盟发布《至2030年战略研究与产业议程》，整合欧盟量子领域所有研发、产业化、基础设施相关项目和议程，形成统一的指导性投资战略，明确量子技术十大跨领域共性问题的研究和产业化优先方向。2024年3月，欧盟委员会通过《“地平线欧洲”2025—2027年战略计划》指出：2021—2027年，将至少投入130亿欧元用于发展量子技术、光子学等多个数字技术。欧盟还构建了专业的量子组织架构，协同推进共建欧洲量子创新生态体系。
　　2021年1月，法国启动《国家量子技术战略》（5年投入18亿欧元），通过构建量子研究和创新生态系统，加快实现培育有全球影响的企业目标。战略实施3年来，公共投资达10.65亿欧元，孵化了一批高水平初创企业。法国量子初创企业筹集资金达3.5亿欧元，使得法国成为欧洲量子融资额最高的国家，全球排名第3，仅次于美国和加拿大。
　　2023年11月，爱尔兰政府发布题为“量子2030”的首个国家量子技术战略，包括卓越的基础和应用量子研究、顶尖的理工科人才、国内和国际合作等方面，计划到2030年通过研究、人才、合作和创新，使爱尔兰成为量子技术领域的国际中心之一。
　　2024年1月，中国发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出制定未来产业发展规划，开辟量子技术等新赛道；加快量子、光子等计算技术创新突破及产业化应用；突破量子计算机等高端装备产品。加强可容错通用量子计算技术研发，提升物理硬件指标和算法纠错性能，推动量子软件、量子云平台协同布置。
　　2024年6月，日本内阁会议审议通过《综合创新战略2024》，将其作为《第六期科学技术创新基本计划》的年度执行计划，该战略提出要大力发展量子技术、聚变能等尖端技术领域；确保对经济安全保障至关重要的研究开发，防止技术外流等工作重点。
　　多措并举迎接“第二次量子革命”
　　虽然量子技术与产业发展面临复杂的挑战和风险，但主要国家和地区为了迎接“第二次量子革命”，高度重视解决与量子科学、技术、标准化、专利相关的具体问题，以构建良好的量子生态系统，通过跨领域、跨区域合作充分释放量子技术与产业发展蕴藏的巨大潜力。
　　强化量子科学基础研究。2024年2月，欧盟量子旗舰计划《至2030年战略研究与产业议程》中提到需加大与量子技术相关的基础科学投资，重点领域是：（1）推动量子技术进步的相关研究，如自旋量子比特、超导量子电路等；（2）拓宽量子力学的前沿研究，如量子热力学、凝聚态物质、量子引力学等；（3）量子信息理论相关研究，如量子算法和软件相关基础问题、量子复杂性理论等。美国国家科学院、工程院和医学院发布的报告建议基础理论发展方向是：分子量子比特系统的设计与合成、分子量子系统的测量与控制、拓展量子比特设计和功能的实验和计算方法等。美国国家科学基金会、美国国防部、美国国家标准与技术研究院是支持量子基础研究三大主力，2018年前其投资额占比超过80%。2018年后，三大机构对量子技术基础研究的支持各有侧重，但经费呈上升态势。
　　围绕核心量子技术开展研发。2024年3月，法国政府在“法国2030”框架下启动以量子霸权为目标的颠覆性创新投资计划——比邻星，目标是在2032年前开发出2台通用量子计算机原型机。2023年，澳大利亚战略政策研究所对关键技术的调查发现，在四个与量子相关的研究领域中，中国在量子传感器、量子通信和后量子技术上领先。美国在与国防相关的量子计算领域领先。2023年1月，中国工业和信息化部等十六部委发布《关于促进数据安全产业发展的指导意见》，支持后量子密码算法、密态计算等技术在数据安全产业的发展应用。
　　量子信息技术标准化研究受到重视并加速推进。随着全球范围内量子信息技术领域的样机研究、试点应用和产业化迅速发展，在术语定义、性能评价等方面的标准化需求也逐渐显现。欧洲电信标准化协会成立量子密钥分发行业规范组织，已发布术语定义、系统器件等技术规范；国际标准化组织和国际电工委员会的第一联合技术委员会成立了量子计算研究组和咨询组，发布了量子计算研究报告等。
　　量子技术全球专利布局。麦肯锡2024年报告的数据显示，在2000—2023年所有量子技术领域的专利授权中，欧盟合计占量子技术授权专利总数的44%，美国（37%）和日本（20%）的全球专利授权份额也处于领先位置。中国则在量子技术中的量子通信领域发展迅速，专利授权总量居全球第二。量子技术企业专利授权前三位是，IBM（美国）、微软（美国）、诺思罗普·格鲁曼公司（美国军工生产商），华为（中国）排在第八位。
　　（作者：王海芸，系北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员，北京市科学技术研究院研究员）
[ 责编：李欣哲 ]

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