作者：王海蕓（北京市習近平新時代中國特色社會主義思想研究中心特約研究員，北京市科學技術研究院研究員）
第二次量子革命正在到來，它可能與二十世紀初第一次量子革命催生激光、核能、核磁共振成像掃描儀和晶體管等發(fā)明一樣重要。量子通信、量子計算、量子精密測量等量子技術走出實驗室，將使傳感器、通信、量子醫(yī)療、信息處理等新興領域獲得跨越式發(fā)展。
近年來，全球主要國家和地區(qū)加速推進量子領域的戰(zhàn)略布局，量子技術與產業(yè)已成為各國維護國家技術主權與發(fā)展主動權的戰(zhàn)略制高點之一。僅2023年一年，就有近十個國家和地區(qū)發(fā)布量子技術與產業(yè)國家戰(zhàn)略規(guī)劃，量子技術與產業(yè)領域的國際競爭日趨激烈。
超前布局量子技術與產業(yè)發(fā)展
美國自2002年制定《量子信息科學和技術發(fā)展規(guī)劃》以來，持續(xù)發(fā)布戰(zhàn)略政策文件，對量子科技發(fā)展進行前瞻布局。2022年3月，美國國家科技委員會發(fā)布《使量子傳感器成為現實》。2023年1月，美國白宮國家量子協(xié)調辦公室發(fā)布《國家量子倡議2023年度預算》。2023年11月，美國兩黨立法更新《國家量子倡議法案》，支持將原法案期限延長至2028財年，旨在推動國家量子技術的研究和開發(fā)順利進入下一階段，并將重點放在量子技術在現代場景的應用上。
歐洲一直致力于成為推動量子革命的引領者。2021年10月，歐洲核子研究中心發(fā)布《量子技術計劃：戰(zhàn)略和路線圖》，描繪了中長期量子研究的技術路線圖，旨在指導政產學各界協(xié)同突破量子技術發(fā)展瓶頸。2023年3月，歐洲電工標準化委員會發(fā)布了《量子技術標準化路線圖》。2024年1月，歐盟發(fā)布《至2030年戰(zhàn)略研究與產業(yè)議程》，整合歐盟量子領域所有研發(fā)、產業(yè)化、基礎設施相關項目和議程，形成統(tǒng)一的指導性投資戰(zhàn)略，明確量子技術十大跨領域共性問題的研究和產業(yè)化優(yōu)先方向。2024年3月，歐盟委員會通過《“地平線歐洲”2025—2027年戰(zhàn)略計劃》指出：2021—2027年，將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術、光子學等多個數字技術。歐盟還構建了專業(yè)的量子組織架構，協(xié)同推進共建歐洲量子創(chuàng)新生態(tài)體系。
2021年1月，法國啟動《國家量子技術戰(zhàn)略》（5年投入18億歐元），通過構建量子研究和創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，加快實現培育有全球影響的企業(yè)目標。戰(zhàn)略實施3年來，公共投資達10.65億歐元，孵化了一批高水平初創(chuàng)企業(yè)。法國量子初創(chuàng)企業(yè)籌集資金達3.5億歐元，使得法國成為歐洲量子融資額最高的國家，全球排名第3，僅次于美國和加拿大。
2023年11月，愛爾蘭政府發(fā)布題為“量子2030”的首個國家量子技術戰(zhàn)略，包括卓越的基礎和應用量子研究、頂尖的理工科人才、國內和國際合作等方面，計劃到2030年通過研究、人才、合作和創(chuàng)新，使愛爾蘭成為量子技術領域的國際中心之一。
2024年1月，中國發(fā)布《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出制定未來產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術等新賽道；加快量子、光子等計算技術創(chuàng)新突破及產業(yè)化應用；突破量子計算機等高端裝備產品。加強可容錯通用量子計算技術研發(fā)，提升物理硬件指標和算法糾錯性能，推動量子軟件、量子云平臺協(xié)同布置。
2024年6月，日本內閣會議審議通過《綜合創(chuàng)新戰(zhàn)略2024》，將其作為《第六期科學技術創(chuàng)新基本計劃》的年度執(zhí)行計劃，該戰(zhàn)略提出要大力發(fā)展量子技術、聚變能等尖端技術領域；確保對經濟安全保障至關重要的研究開發(fā)，防止技術外流等工作重點。
多措并舉迎接“第二次量子革命”
雖然量子技術與產業(yè)發(fā)展面臨復雜的挑戰(zhàn)和風險，但主要國家和地區(qū)為了迎接“第二次量子革命”，高度重視解決與量子科學、技術、標準化、專利相關的具體問題，以構建良好的量子生態(tài)系統(tǒng)，通過跨領域、跨區(qū)域合作充分釋放量子技術與產業(yè)發(fā)展蘊藏的巨大潛力。
強化量子科學基礎研究。2024年2月，歐盟量子旗艦計劃《至2030年戰(zhàn)略研究與產業(yè)議程》中提到需加大與量子技術相關的基礎科學投資，重點領域是：（1）推動量子技術進步的相關研究，如自旋量子比特、超導量子電路等；（2）拓寬量子力學的前沿研究，如量子熱力學、凝聚態(tài)物質、量子引力學等；（3）量子信息理論相關研究，如量子算法和軟件相關基礎問題、量子復雜性理論等。美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院發(fā)布的報告建議基礎理論發(fā)展方向是：分子量子比特系統(tǒng)的設計與合成、分子量子系統(tǒng)的測量與控制、拓展量子比特設計和功能的實驗和計算方法等。美國國家科學基金會、美國國防部、美國國家標準與技術研究院是支持量子基礎研究三大主力，2018年前其投資額占比超過80%。2018年后，三大機構對量子技術基礎研究的支持各有側重，但經費呈上升態(tài)勢。
圍繞核心量子技術開展研發(fā)。2024年3月，法國政府在“法國2030”框架下啟動以量子霸權為目標的顛覆性創(chuàng)新投資計劃——比鄰星，目標是在2032年前開發(fā)出2臺通用量子計算機原型機。2023年，澳大利亞戰(zhàn)略政策研究所對關鍵技術的調查發(fā)現，在四個與量子相關的研究領域中，中國在量子傳感器、量子通信和后量子技術上領先。美國在與國防相關的量子計算領域領先。2023年1月，中國工業(yè)和信息化部等十六部委發(fā)布《關于促進數據安全產業(yè)發(fā)展的指導意見》，支持后量子密碼算法、密態(tài)計算等技術在數據安全產業(yè)的發(fā)展應用。
量子信息技術標準化研究受到重視并加速推進。隨著全球范圍內量子信息技術領域的樣機研究、試點應用和產業(yè)化迅速發(fā)展，在術語定義、性能評價等方面的標準化需求也逐漸顯現。歐洲電信標準化協(xié)會成立量子密鑰分發(fā)行業(yè)規(guī)范組織，已發(fā)布術語定義、系統(tǒng)器件等技術規(guī)范；國際標準化組織和國際電工委員會的第一聯(lián)合技術委員會成立了量子計算研究組和咨詢組，發(fā)布了量子計算研究報告等。
量子技術全球專利布局。麥肯錫2024年報告的數據顯示，在2000—2023年所有量子技術領域的專利授權中，歐盟合計占量子技術授權專利總數的44%，美國（37%）和日本（20%）的全球專利授權份額也處于領先位置。中國則在量子技術中的量子通信領域發(fā)展迅速，專利授權總量居全球第二。量子技術企業(yè)專利授權前三位是，IBM（美國）、微軟（美國）、諾思羅普·格魯曼公司（美國軍工生產商），華為（中國）排在第八位。
《光明日報》（2024年09月26日 14版）
來源：光明網-《光明日報》
