第二次量子革命正在到來，它可能與二十世紀(jì)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(jì)算、量子精密測量等量子技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，將使傳感器、通信、量子醫(yī)療、信息處理等新興領(lǐng)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(jìn)量子領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局，量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)已成為各國維護(hù)國家技術(shù)主權(quán)與發(fā)展主動權(quán)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一。僅2023年一年，就有近十個(gè)國家和地區(qū)發(fā)布量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)國家戰(zhàn)略規(guī)劃，量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國際競爭日趨激烈。
超前布局量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展
美國自2002年制定《量子信息科學(xué)和技術(shù)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(jìn)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(xiàn)實(shí)》。2023年1月，美國白宮國家量子協(xié)調(diào)辦公室發(fā)布《國家量子倡議2023年度預(yù)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(cái)年，旨在推動國家量子技術(shù)的研究和開發(fā)順利進(jìn)入下一階段，并將重點(diǎn)放在量子技術(shù)在現(xiàn)代場景的應(yīng)用上。
歐洲一直致力于成為推動量子革命的引領(lǐng)者。2021年10月，歐洲核子研究中心發(fā)布《量子技術(shù)計(jì)劃：戰(zhàn)略和路線圖》，描繪了中長期量子研究的技術(shù)路線圖，旨在指導(dǎo)政產(chǎn)學(xué)各界協(xié)同突破量子技術(shù)發(fā)展瓶頸。2023年3月，歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布了《量子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》。2024年1月，歐盟發(fā)布《至2030年戰(zhàn)略研究與產(chǎn)業(yè)議程》，整合歐盟量子領(lǐng)域所有研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)項(xiàng)目和議程，形成統(tǒng)一的指導(dǎo)性投資戰(zhàn)略，明確量子技術(shù)十大跨領(lǐng)域共性問題的研究和產(chǎn)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(jì)劃》指出：2021—2027年，將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術(shù)、光子學(xué)等多個(gè)數(shù)字技術(shù)。歐盟還構(gòu)建了專業(yè)的量子組織架構(gòu)，協(xié)同推進(jìn)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(shù)戰(zhàn)略》（5年投入18億歐元），通過構(gòu)建量子研究和創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，加快實(shí)現(xiàn)培育有全球影響的企業(yè)目標(biāo)。戰(zhàn)略實(shí)施3年來，公共投資達(dá)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(dá)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(gè)國家量子技術(shù)戰(zhàn)略，包括卓越的基礎(chǔ)和應(yīng)用量子研究、頂尖的理工科人才、國內(nèi)和國際合作等方面，計(jì)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(shù)領(lǐng)域的國際中心之一。
2024年1月，中國發(fā)布《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，提出制定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術(shù)等新賽道；加快量子、光子等計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新突破及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；突破量子計(jì)算機(jī)等高端裝備產(chǎn)品。加強(qiáng)可容錯(cuò)通用量子計(jì)算技術(shù)研發(fā)，提升物理硬件指標(biāo)和算法糾錯(cuò)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(nèi)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(xué)技術(shù)創(chuàng)新基本計(jì)劃》的年度執(zhí)行計(jì)劃，該戰(zhàn)略提出要大力發(fā)展量子技術(shù)、聚變能等尖端技術(shù)領(lǐng)域；確保對經(jīng)濟(jì)安全保障至關(guān)重要的研究開發(fā)，防止技術(shù)外流等工作重點(diǎn)。
多措并舉迎接“第二次量子革命”
雖然量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨復(fù)雜的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，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(xué)、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化、專利相關(guān)的具體問題，以構(gòu)建良好的量子生態(tài)系統(tǒng)，通過跨領(lǐng)域、跨區(qū)域合作充分釋放量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏的巨大潛力。
強(qiáng)化量子科學(xué)基礎(chǔ)研究。2024年2月，歐盟量子旗艦計(jì)劃《至2030年戰(zhàn)略研究與產(chǎn)業(yè)議程》中提到需加大與量子技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)投資，重點(diǎn)領(lǐng)域是：（1）推動量子技術(shù)進(jìn)步的相關(guān)研究，如自旋量子比特、超導(dǎo)量子電路等；（2）拓寬量子力學(xué)的前沿研究，如量子熱力學(xué)、凝聚態(tài)物質(zhì)、量子引力學(xué)等；（3）量子信息理論相關(guān)研究，如量子算法和軟件相關(guān)基礎(chǔ)問題、量子復(fù)雜性理論等。美國國家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院發(fā)布的報(bào)告建議基礎(chǔ)理論發(fā)展方向是：分子量子比特系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與合成、分子量子系統(tǒng)的測量與控制、拓展量子比特設(shè)計(jì)和功能的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法等。美國國家科學(xué)基金會、美國國防部、美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院是支持量子基礎(chǔ)研究三大主力，2018年前其投資額占比超過80%。2018年后，三大機(jī)構(gòu)對量子技術(shù)基礎(chǔ)研究的支持各有側(cè)重，但經(jīng)費(fèi)呈上升態(tài)勢。
圍繞核心量子技術(shù)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(quán)為目標(biāo)的顛覆性創(chuàng)新投資計(jì)劃——比鄰星，目標(biāo)是在2032年前開發(fā)出2臺通用量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)。2023年，澳大利亞戰(zhàn)略政策研究所對關(guān)鍵技術(shù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在四個(gè)與量子相關(guān)的研究領(lǐng)域中，中國在量子傳感器、量子通信和后量子技術(shù)上領(lǐng)先。美國在與國防相關(guān)的量子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先。2023年1月，中國工業(yè)和信息化部等十六部委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，支持后量子密碼算法、密態(tài)計(jì)算等技術(shù)在數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)用。
量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究受到重視并加速推進(jìn)。隨著全球范圍內(nèi)量子信息技術(shù)領(lǐng)域的樣機(jī)研究、試點(diǎn)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化迅速發(fā)展，在術(shù)語定義、性能評價(jià)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化需求也逐漸顯現(xiàn)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)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(shù)語定義、系統(tǒng)器件等技術(shù)規(guī)范；國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國際電工委員會的第一聯(lián)合技術(shù)委員會成立了量子計(jì)算研究組和咨詢組，發(fā)布了量子計(jì)算研究報(bào)告等。
量子技術(shù)全球?qū)＠季帧｛溈襄a2024年報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示，在2000—2023年所有量子技術(shù)領(lǐng)域的專利授權(quán)中，歐盟合計(jì)占量子技術(shù)授權(quán)專利總數(shù)的44%，美國（37%）和日本（20%）的全球?qū)＠跈?quán)份額也處于領(lǐng)先位置。中國則在量子技術(shù)中的量子通信領(lǐng)域發(fā)展迅速，專利授權(quán)總量居全球第二。量子技術(shù)企業(yè)專利授權(quán)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(chǎn)商），華為（中國）排在第八位。
來源:《光明日報(bào)》
