加拿大正在制定18亿元的国家量子战略

光子盒研究院出品

近年来，英国、美国、欧盟、法国、德国、印度和荷兰等国都制定了各自的国家量子战略，中国也计划投入1000亿元建设量子信息科学国家实验室。但是一直作为量子科技强国的加拿大，至今没有制定国家量子战略。

为了改变这一尴尬局面，当地时间7月16日，加拿大政府在官网上宣布将制定国家量子战略并征集意见。根据此前公布的2021年财政预算，加拿大政府将在七年内投资3.6亿加元（约18亿元人民币），以启动国家量子战略。

该战略的目标是增强加拿大在量子研究方面的强大实力；发展量子技术、公司和人才；并巩固加拿大在该领域的全球领导地位。加拿大创新、科学和经济发展部(ISED)的秘书处将协调该战略。

在2021年财政预算中，加拿大政府承诺帮助创新者将本国的研究、人才和发现转化为加拿大处于全球领先地位的量子领域的新产品、服务和公司。

加拿大的量子生态系统拥有世界一流的专业知识中心(滑铁卢大学)、世界领先的公司(D-Wave、Xanadu、1Qbit)以及不断增长的私营部门投资。除了公认的研究优势外，加拿大在国内产业和人才方面也有实力。加拿大在世界舞台上处于有利地位，但仍然需要坚持不懈的努力来维持和发展这种竞争优势并建立必要的人才供应。

滑铁卢大学

尤其是随着技术的成熟和更多行业利用其能力，量子已被确定为可以推动加拿大经济、长期稳健增长的关键行业。随着经济机会的增加，建立和加强加拿大创新渠道以最大限度地为加拿大人带来回报和利益至关重要。

作为该战略的协调部门，加拿大创新、科学和经济发展部(ISED)目前对量子挑战和机遇的理解是基于与量子社区成员的定期接触，包括一个大学-私营部门量子联盟，该联盟于2019年秋季提出了国家量子战略草案。该联盟的提案建议通过现有的联邦项目、基于大学的研究和教育、商业部门、技能和人才以及联邦政府的研究、采购和运营来支持一项战略。它还提议加强加拿大在国际舞台上参与的合作，并在国际标准化方面发挥更积极的作用。为了提供战略方向，该联盟主张成立量子顾问委员会。

此外，加拿大首席科学顾问还主持了圆桌会议并与国内和国际利益相关者进行了接触。ISED表明，加拿大亟需制定国家量子战略，理由如下：

· 加拿大在量子科学和商业应用的不同领域具有许多优势，在地理上有些分布在地方、区域或省级层面。

· 研究型企业和商业部门的规模化需要国家协调和动员。

· 投资应支持研究、商业化和人才。

· 获得具有支持量子创新商业化的适当技能的资本和人才仍然具有挑战性。

· 对知识产权保护和外国直接投资的担忧正在上升。

· 长期的研究、开发和商业化周期使得长期投资难以维持。

· 加拿大市场规模小，如果没有强有力的出口战略，就很难支持长期增长。

· 鉴于当前的人才库和管道，量子业务的多样性和包容性具有挑战性。

· 加拿大参与制定通用的国际量子标准对于支持该国的长期竞争力非常重要。

战略和国家层面的合作需要讨论，以确定整合和利用加拿大当前区域优势和机会的最佳方式。为了推进以目标为导向的国家量子战略，政府需要加强协调与合作并确保联邦投资以最佳方式支持本国的研究、商业化和人才活动。

除了举行圆桌讨论外，他们还在考虑组建一个咨询机构，以进一步为战略的制定和实施提供信息。

对基础研究的投资在加拿大产生了科学发现和商业优势。这些技术通常分为以下主要应用：传感和成像、计算硬件、算法、通信和材料。

加拿大国家量子战略将对包括量子技术在内的新兴技术进行战略投资。虽然量子科学已经成熟到加拿大现在能够专注于以任务为目标的地步，但该领域仍在继续发展。因此，加拿大政府表示：“专注于我们可以成为世界领先者的领域，同时保持专注于量子长期发展的专业知识，这可能是谨慎且最有益的。”

ISED与学术界、商业公司和其他各级政府的接触表明，要形成一个充满活力的国内量子技术私营部门，必须协调和动员加拿大卓越的科学成果。这将需要所有部门——学术界、产业界和政府——在履行各自的多维角色时进行合作。例如：

· 学术界培养人才，支持大型应用研究和开发项目，加强管理技能等其他领域，并不断突破知识边界；

· 私营部门通过扩大公司规模将新技术推向市场，以创造基于量子技术的产品和服务，建立适当的联系以在全球供应链出现时融入其中，并出口基于量子技术的产品和服务；

· 政府资助新兴技术并降低风险，在产品开发过程中召集和协调、采购服务，并作为研究合作伙伴（例如通过加拿大国家研究委员会、加拿大国防研究与发展部、加拿大航天局）；

· 所有三个部门，以及潜在的其他合作伙伴，都在确保加拿大人开发和使用的量子技术的安全方面发挥作用。

国家量子战略的制定和成功实施需要更好地了解发展、吸引和留住高素质人才(HQP)的最佳方式，并支持加拿大量子生态系统的更大多样性和包容性。

尽管加拿大培养的量子HQP数量相对较多，但仍不能满足当前需求。鉴于量子领域的国际人才十分有限，而且加拿大HQP还经常被其他寻求专业知识的国家所吸引，因此问题变得更加复杂。

ISED表示，正如大学-私营部门量子联盟所指出的那样，为了充分发挥其潜力，加拿大量子部门必须吸引来自加拿大境内和世界各地的更多样化的人才。2021年财政预算承诺在国家量子战略的制定和实施中考虑公平、多样性和包容性。

ISED与量子社区的对话表明，商业部门的发展需要扩大现有公司的规模。由于量子技术的长开发时间，这一挑战变得复杂。有一些公司在其技术成熟之前难以维持研究，因此更长的孵化期将有利于量子行业。获得资本也具有挑战性，特别是当资源集中抗击疫情上时。

加拿大是量子研究的早期领导者，但目前处于实现其经济潜力的早期阶段。鉴于量子技术的预期颠覆性，促进其采用是做好准备和取得成功的关键。

ISED表示必须进一步发展量子应用市场。实现这一目标的关键是清楚量子技术的颠覆性能力，无论是积极还是消极的。作为一个赋能平台，量子技术有望加速药物设计和医疗诊断设备的开发、改善导航和气候预测、实现更复杂的网络攻击防御。然而，这种技术也可能对全球的数字经济和国家安全构成风险，例如量子计算有可能绕过当前的加密标准。

加拿大政府表示，在研究、商业化、人才和安全等所有方面的国际合作和竞争是国家量子战略的重要组成部分。其他国家有战略或政策和资金来发展自己的量子部门。但没有一个国家具备主导该领域的所有必要因素，其他国家希望与加拿大合作以促进其利益。

2020年11月，英国和加拿大政府宣布联合资助8个量子研究项目，资助金额约600万美元 。此外，英国和加拿大合作开展了一个量子卫星项目。最近，加拿大自然科学和工程研究理事会(NSERC)又与欧盟委员会达成合作，双方将各自提供高达400万欧元(约600万加元)的资金，以支持联合研究项目。

量子领域正在迅速发展，未来的机遇或挑战还是未知的。但也确实知道某些技术的出现可能会带来经济和安全风险。加拿大需要应对新出现的安全风险，以保护隐私和关键信息以及通信技术系统。

加拿大政府表示，他们在应对这些风险的技术方面拥有丰富的专业知识，可以在国内和国际上成为推进量子就绪性和灵活性的领导者。

2020年11月，光量子计算公司Xanadu宣布与MaRS(加拿大初创企业孵化器)和创造性破坏实验室(CDL)合作创建加拿大量子网络(CQN)。第一步是在多伦多创建一个三节点网络，这三个节点分别位于Xanadu、MaRS和CDL，通过光缆连接，预计到2021年投入使用。

加拿大正在为量子安全网络做准备

成功发展加拿大的量子部门需要制定技术路线图，以帮助管理创新、确定里程碑并相应地关注联邦计划。除了深入了解加拿大擅长的量子应用以及这些应用带来的机遇，还希望更好地了解他们需要弥合的任何差距和需要克服的挑战。

加拿大的量子部门很复杂，有许多协同部分。确定制定国家量子战略的全盘考虑因素需要了解量子领域的障碍、成功要素和潜在机会。

ISED官员希望通过以下问题更好地了解量子领域的公司、机构和组织所面临的挑战和机遇。最终，收到的反馈将有助于制定旨在实现2021年联邦预算中宣布的总体目标的国家量子战略。

1. 哪些应用和研究领域为加拿大研究人员和公司在提升其全球领导地位方面提供了最大的潜力？制定实现飞跃的路线图，在未来三年及以后可以为这些应用设定哪些延伸目标和优先事项？

2. 学术界、产业界和政府如何更好地单独和共同完成量子技术的国家目标？

3. 学术界和产业界在培养、吸引和留住人才方面的主要挑战和机遇是什么？

4. 如何确保随着加拿大量子部门的发展，它越来越能代表国家的多样性？

5. 在加拿大量子创新商业化的最大机遇和挑战是什么？不同的量子技术（例如传感和成像、计算硬件、算法、通信和材料）是否需要特定的方法？

6. 国家量子战略如何帮助确保随着量子技术和解决方案的成熟，它们被加拿大企业、学术界、政府和公众采用？

7. 考虑到量子技术的颠覆性能力，国家量子战略如何才能最好地解决可能出现的社会、道德、法律和政策问题？

8. 国家如何利用和调动加拿大的研究和商业优势与国际合作伙伴建立联系？如何确保从这些合作中获得最大利益？

9. 国家量子战略如何应对新出现的安全风险并利用加拿大的专业知识来创造商业化机会？

10. 哪些具体的差距、障碍和挑战阻碍了加拿大巩固其作为量子技术全球领导者地位的努力？

11. 你在加拿大和/或国外看到了哪些最佳做法，加拿大在组建咨询机构时应考虑这些做法？

12. 是否有其他遗漏的考虑、应该提出的问题或应该进一步探讨的因素？

参考链接：

[1]http://www.ic.gc.ca/eic/site/154.nsf/eng/00001.html

[2]https://budget.gc.ca/2021/pdf/budget-2021-en.pdf

[3]https://www.nserc-crsng.gc.ca/Media-Media/NewsDetail-DetailNouvelles_eng.asp?ID=1262

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