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政策引领量子科技!光子盒&ICV联合出品2022全球量子科技政策报告

光子盒研究院 光子盒 2023-03-04

光子盒研究院出品


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从全球范围看,各个国家/地区为抢占量子先机制定的政策可分为三类:发布统一的量子国家战略、提供政策资金支持和参与国际合作。

(一)发布统一的国家战略或倡议

截至2022年6月,美国、英国、中国、法国、德国、俄罗斯等17个国家/地区发布了统一的国家量子科技计划或法案以支持本国量子科技发展。澳大利亚、加拿大、南非和泰国4个国家/地区正在制定国家量子战略。

英国是较早发布国家层面的量子政策的国家,从2013年开始实施英国国家量子技术计划(NQTP),希望能抢占未来量子技术全球市场的先机,2015年,发布了《量子技术国家战略—英国的一个新时代》[1]和《英国量子技术路线图》[2],将量子技术提升至影响国家创新力和国际竞争力的重要战略地位,并通过顶层设计引导未来二十年的量子技术研发与应用。美国虽不是首个将量子纳入国家战略的国家,却是目前唯一为量子科技立法的国家[3]。中国将量子科技提升至国家战略目标时间较晚,但在多个国家政策文件中,都明确量子技术的重要性,并将量子发展纳入“十三五”科技规划和“十四五”数字经济发展规划。最近几年越来越多的国家或地区将量子技术纳入到国家战略之中,量子科技越来越受到各国政府的重视。


1 已制定和正在制定统一的国家量子战略的国家/地区

注:未加书名号的量子战略表示其不以文件形式而是以重大量子项目或计划作为国家量子战略

来源:The Quantum Insider、CIFAR、ICV、光子盒量子科学研究院整理


(二)为量子技术研发提供政策资金支持


量子科技是当前世界科技最前沿的领域之一,需要投入大量的资金支持其发展,而各国政府是量子科技前期发展的投资主力。全球许多国家都在其发布的政策或规划中指明要在量子信息科学(QIS)领域投入政策资金,据光子盒统计的公开信息显示,2015-2022年全球QIS政策资金总投入(国家发布的政策中显示的目前已投资与未来拟投资之和)将近300亿美元(见附录2)。但不同国家在资金支持力度方面存在较大的差异,资金投入主要集中在发达国家或其他较早开始布局量子技术的国家,比如中国、欧盟及其成员国、美国、英国等。韩国、澳大利亚、新加坡等在量子领域也逐步开始布局,但其投入资金总量较少。


在资金投入主体方面,除了政府直接提供政策资金之外,也会将资金下放到不同政府部门来促进量子技术在不同方面的发展。比如美国2018年在《国家量子倡议法案》中明确规定了美国国家标准与技术研究院(NIST)、国家科学基金会(NSF)和能源部(DOE)在量子科技发展方面的职责范围,并提出将12.75亿美元的联邦研发支出分配到这三个部门,其中,国家标准与技术研究院获资4亿美元,制定量子科技发展标准;国家科学基金会获资2.5亿美元,支持量子科技人才建设;能源部获资6.25亿美元,成立量子信息科研中心,加速科技攻关。此外,新加坡和荷兰政府也会通过国家研究发展基金会设立基金的方式来为量子科技投入政策资金。


(三)通过国际合作参与量子技术研发


许多国家都选择与其他国家开展政府层面的战略合作,共同制定发展规划或共同投入资金开发量子项目,合作培育量子人才,基础设施与数据共享等,以促进量子技术研究与量子产业发展,例如法国和荷兰,英国和美国,美国和日本等,通过取长补短、强强联合等方式展开合作。目前量子技术的国际合作主要集中在欧美国家,其在量子技术发展的各个领域合作频繁、涉及面较广。尽管中国始终强调国际化、开放化,也有一些顶尖学府长期与国外研究团队合作,但受限于语言、文化、政治等因素,以及全球新冠肺炎疫情导致的限制出行政策,都使得在前沿技术的共研、交流、合作方面,与世界主要科技国的合作紧密程度不及欧美。


表2 通过国际合作发展量子技术的国家/地区

来源:各政府文件、ICV、光子盒量子科学研究院整理



各国在支持发展量子技术的过程中,虽然具体目标有较大差异,但总体包括三个主要政策目标,分别是:推动量子技术研究;发展量子科技人才;促进量子技术商业化、产业化,构建量子产业生态。


(一)召集多方利益相关者共同推动量子技术研究


各国政府充当召集人创建量子技术研究中心(如卓越研究中心和创新中心)、发起重大量子技术研发项目等,以整合政府、学术界和工业界多方力量,推动量子先进技术研发。如美国建立了受法律约束的QIS管理体系,由量子信息科学小组委员会(SCQIS)、国家量子协调办公室(NQCO)、国家量子计划咨询委员会(NQIAC)、国家科学基金会(NSF)、美国能源部(DOE)、国家标准与技术研究所(NIST)等政府机构在内的咨询建议机构、协调机构、监督机构、研发资助机构等构成QIS管理网络,召集来自大学、企业、研究机构、联邦实验室和其他联邦政府机构的成员,为美国量子技术发展提供咨询服务,对量子技术研发和项目管理的动态进行跟踪与评价,并提出改善建议。再如,英国政府实施国家量子技术计划(NQTP),作为连接产业界、学术界和政府之间的动态合作项目,以加速涵盖了整个硬件和软件堆栈的量子计算研究,创新量子安全技术,开发一系列的量子传感器和测量技术,引导尖端科学裂变成革命性的新产品和服务。


(二)发展量子科技人才,增加人才储备


量子科技人才是决定量子技术发展的关键决定因素,培养具有量子技术研发能力的研究人员和吸引国际顶尖量子人才是非常重要的发展量子科技人才的方式。因此,通过发布国家人才计划、设立人才基金、开创性设置量子专业课程等方式培养和招募世界级的量子科学人才成为许多国家的量子信息政策的主要目标。如澳大利亚提供400万美元支持量子研究人才发展,其中300万美元用于量子技术博士培养,100万美元用于支持启动量子研究和教育方面的国际合作[35];美国出台《量子信息科学和技术劳动力发展国家战略计划》,从短期和长期角度评估QIST生态系统对劳动力的需求,增加量子科学教育机会[36];日本启动量子人才培养项目,以培养出日本的“量子原住民”,日本还出台《量子技术创新战略》,确定人才培养子战略,提出从海外高薪招揽顶尖科研领军者,在大学建立统一的量子科学教育体系,并依托研发基地培养年轻科研团队[37];欧盟开展EFEQT计划[38](2021-2022年),作为欧盟量子旗舰计划QTEdu协调和支持的试点计划,该计划旨在为量子科学和技术及相关领域的研究生提供在独特的世界级环境中进行研究和创新的机会,培训范围涵盖欧洲量子技术路线图的所有主要支柱:量子通信、量子计算(硬件和软件)、量子模拟和量子传感/计量以及该领域的新发展;英国国家量子计算中心(NQCC)也将启动培养量子高素质人才、分享量子知识的计划[39]。


(三)促进量子技术产业化,构建量子生态


各国通过为量子领域提供资金和资源,构建量子产业生态,促进量子科技产品从实验室走向市场,优化量子技术组件的供应链(例如量子互联网所需的光纤和卫星,或量子计算机的芯片制造和制造基础设施),以及为量子创造市场机会和应用场景。如,英国持续提供资金扶持初创企业,日本和德国成立量子产业联盟,美国国防部门大规模采购量子相关产品,中国、韩国和德国在内的许多政府在量子战略中明确强调“技术主权”以及对本地开发和控制量子系统核心技术的需求,荷兰开展“量子之家”项目,并将其作为荷兰发展量子技术的国家总部,以期建成围绕学生、企业、投资者和研究人员的生态系统,创造未来的量子技术和企业。


值得注意的是,量子关键技术的创新突破需要长时间的持续投入。因此,美国、欧盟等国家和组织在量子科技发展目标方面还制定了实现路线图和时间表。美国在《从远距离纠缠到建设全国范围的量子互联网》中提出按照“由易到难”的原则设定了5个关键里程碑,用以衡量美国在建设全国性量子互联网是否取得进展。欧盟的“量子旗舰计划”以10年为周期,在通信、计算、传感和模拟四个量子技术重点发展领域,划分为2018-2021年、2021-2024年、2024-2027年三个发展阶段,并设定了各阶段的建设目标。以量子计算为例,2021年前建成50-100比特的量子计算机原型;2024年前达成高效量子纠错;2027年前建成具有用户友好特征的量子计算机。在2018-2022年,欧盟的“量子旗舰计划”启动了4个量子领域24个项目的研究。


表3 欧盟“量子旗舰计划”已启动的计划

来源:欧盟量子旗舰计划官网[40]、ICV、光子盒量子科学研究院整理


总体来看,各国量子技术的三大发展目标相辅相成,先进的量子技术与顶尖的量子人才可以为量子技术成果转化奠定基础,推动量子技术的商业化与产业化;同时,量子产业的发展催生对量子技术和研发人才的新需求,并反哺研发支出,形成良性循环,有利于构建良好的量子产业生态。各国政策细致目标的不一致,可能主要取决于量子研究所处的阶段。对于量子科技先行国,可能已经实现技术领先,对人才具有高度吸引力,此阶段就更注重量子技术产业化和量子生态优化;对于处于第二梯队的国家,则更需要吸引全球优秀量子人才以加速量子研究进程;而对于量子科技后发国,则需要追赶全球量子技术步伐,开展量子基础研究。许多国家在量子科技发展目标方面制定了具体实现路线图和时间表,旨在一步步推进量子科技的发展,力争在全球量子竞赛中取得领跑地位。



为支持量子技术发展,各个国家主要采取四类措施:建立卓越中心或创新中心、有针对性地征集提案或竞赛、为具有国家意义的重要项目提供直接资金、为初创企业提供政府投资或风险投资。


(一)建立卓越中心或创新中心


从各国为支持量子研究和技术开发所采取的主要举措来看,最常见和持续时间最长的政策是建立卓越中心、应用研发中心或创新中心。其中,一些研究中心有长达20年的历史,如澳大利亚研究委员会(ARC)的量子计算和通信技术卓越中心(CQC2T)、荷兰量子计算研究中心(QuTech)和量子软件研究中心(QuSoft)、新加坡量子技术中心(CQT)。这些中心在将大学、研究机构和国家实验室的研究人员聚集,并在量子基础研究、培养量子人才等方面发挥着核心作用,同时,也使得研发机构可与行业合作进行技术开发和商业化。在许多国家,这些中心由国家研究委员会通过开放的竞争程序进行资助;在某些资助计划中,该资助可能有资格获得延期或续签,但在其他资助计划中则没有(加拿大第一卓越研究基金资助的量子研究所就是这种情况)。


另一方面,英国、美国等具有统一的国家战略的国家比较关注建立以QIS为重点的研究中心,例如英国的国家量子技术中心网络,美国国家科学基金会资助的一系列量子飞跃挑战研究所,美国能源部资助的国家实验室的量子信息科学中心[41]。


表4 2019-2022年美国国家科学基金会建立的量子研究中心

来源:美国国家基金会、ICV、光子盒量子科学研究院整理


表5 美国能源部现有的量子信息科学(QIS)研究中心

来源:美国能源部、ICV、光子盒量子科学研究院整理


(二)有针对性地征集量子提案或竞赛


一些国家或地区通过举办具有针对性的提案、竞赛或重大挑战征集活动来为量子技术研发与产业化提供支持。


欧洲研究区量子项目QuantERA通过其成员中的国际团队曾三次(2017年、2019年、2021年)征集合作项目提案,以推进量子技术[41]。


2017年1月,英国国家创新机构Innovate UK[42]举办第一次量子技术商业化竞赛,旨在寻找符合英国量子技术路线图(2015年9月由Innovate UK和EPSRC发布)的项目,比如量子传感器、量子成像、量子计算、量子通信等[43]。2021年4月,Innovate UK开启了第二次量子技术商业化竞赛,旨在促进英国量子技术的商业化并增加私营部门的投资,要求参赛项目必须能明确量子产品或服务的市场机会或描述英国商业或工业开发量子技术的技术障碍并提供解决方案[44]。2022年1月,Innovate UK以600万英镑的基金开启了第三次量子技术商业化竞赛,目的是促进连接、传感、定位、导航和定时以及量子计算系统的发展[45]。


2020年6月,加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)和英国研究与创新署(UKRI)联合发起关于量子技术研究提案的征集活动,以加速量子技术的发展与应用。同年11月,与量子技术相关的8个项目获得该项比赛的获奖资格,促进了英国和加拿大学术界、工业界和政府合作伙伴之间的量子研究合作[46]。


2022年5月,以色列举办Classiq编码竞赛,这是第一个专注于量子效率的竞赛,旨在奖励创建高效量子电路以解决重要现实世界问题的编码人员[47]。


(三)为具有国家意义的重要项目提供直接资金


除了通过设立创新中心与举办量子提案或竞赛两种方式促进量子科技发展之外,政府还可为具有国家战略重要性的量子项目直接提供资助,以有针对性地加速量子关键技术的发展。例如,日本支持由工业、大学和国家研究机构联合牵头的多个项目,目标包括开发高速、高精度的量子退火机,采用光子技术的量子安全云,和实用型100量子比特计算机,到2030年演示容错大型量子计算机[48];英国国家创新机构Innovate UK项目宣布从其1.7亿英镑的量子技术商业化挑战计划中拿出5000万英镑(约4.3亿人民币),用于支持12个相关项目,其中900万英镑用于支持“未来量子数据中心”项目,促进现代数据中心开发量子安全通信解决方案[49];欧盟为“天基量子密码卫星宽带项目”拨款20亿欧元,使欧洲能够接触到基于天基量子密码学提供的安全级通信[50]。


表6 全球主要国家/地区直接资助重大量子项目的代表性实例

来源:政府或组织官方文件、ICV、光子盒量子科学研究院整理


(四)为初创企业提供政府投资或风险投资


除了上述三种措施以外,也有一些国家强调支持本地量子公司发展。这些国家的许多现有或拟建的量子技术研究中心和创新中心通过共享基础设施为初创公司和衍生公司提供支持。包括日本和法国在内的一些国家量子战略也提议通过设立投资基金为初创企业提供直接资金支持,资金来自政府附属金融实体和私营部门。英国、加拿大、奥地利和芬兰在内的国家已经通过政府直接拨款或通过其公共开发银行对量子初创公司进行了战略性投资[51]。此外,德国政府选择通过设立投资基金的方式为量子初创公司提供资金。


表7 全球各国/地区为促进量子技术发展所采取的主要措施

注:若该国实施了相关措施,则以◎表示

来源:CIFAR、ICV、光子盒量子科学研究院整理


1 采取不同类型措施支持量子科技发展的国家/地区数量统计

来源:CIFAR、ICV、光子盒量子科学研究院整理


在四类政策措施中,被采用的最多的是直接资助重大量子项目,有15个经济体采取此类措施,其次是设立卓越中心、应用研发中心和创新中心,有14个经济体采取这措施,对于量子领域的提案或竞赛,有超过一半的经济体在采用。


总体来看,在推动量子技术发展的举措方面,美国、英国、荷兰、法国、德国、澳大利亚、新加坡和加拿大更为全面,量子卓越中心、量子提案/竞赛、量子项目资助、扶持量子初创企业这四类方式都有涉及。但美国主要是通过为研发项目提供资金和建设创新中心支持量子信息科技的基础研究。提供资助的政府研发机构以美国能源部、美国国家科学基金会以及美国国家标准与技术研究院为主。美国在量子领域并不是政府主导型,而是打造涵盖联邦机构、各学术机构、社区、企业的创新者和公益组织的创新生态系统。欧盟以及欧洲主要国家则主要是从战略规划、机制管理与改革、跨国家合作、研究计划开展和人才吸引与培养等多方面采取行动,推动欧洲量子科技创新发展。中国则主要通过投入资金设立应用研发中心或创新中心来承担量子研发项目,促进量子科技发展。



许多国家的量子信息政策文件都在同步支持量子通信、量子计算和量子精密测量这三大量子技术领域的发展,并围绕这些领域设立具体的发展目标和计划,启动相关研究项目。如新加坡在量子技术领域“半官方指导,多维度规划”,2019年10月,新加坡量子技术发展社区QuantumSG[54]发布报告《新加坡量子技术:为未来做好准备》,提出新加坡未来会重点推进量子计算与模拟、量子通信、量子传感和计量,以及量子基础研究等四个领域的技术发展,并从技术、资金和人才、管理创新及国际合作四个方面提出15点发展建议,规划本国的量子科技发展[55]。


然而近年来,可以明显看到,各国的量子信息政策和项目开始更多、更明确地强调发展量子通信技术,包括量子卫星、量子网络、量子密钥分发和量子安全密码学等。除量子通信、量子计算以及量子精密测量三个技术领域外,开发更可靠、可控的新型量子材料也是多国量子政策重点关注的领域。


量子通信方面,中国和韩国已经启动了以部署国家光纤或QKD网络为主的重要政府支持项目。同时,量子通信为全球或区域合作提供了机会。例如,作为欧盟地平线2020研究计划的一部分启动的OpenQKD项目将多个国家联合起来,开发可应用于社会多个部门的量子通信的安全应用。OpenQKD充当将用于构建欧盟范围内的网络安全量子通信基础设施(QCI)的技术测试平台,25个欧盟成员国已经签署了关于EuroQCI的声明。一些欧洲国家(如意大利和荷兰)已经在开发本地量子网络,最终将连接到泛欧网络。自2018年以来,北大西洋公约组织一直与马耳他合作开发后量子密码学,并在马耳他和意大利之间建立海底QKD链接[56]。


量子计算方面,美国在量子计算最早出台产业政策,2002年,美国在《量子信息科学和技术发展规划》中,对量子计算发展的主要阶段与时间表进行了规划,将量子计算纳入国家战略。此外,美国政府还拨款数亿美元建立12个量子研究中心,以提高量子计算的生产力,这也成为美国在量子计算领域极具发展优势的重要原因。英国、瑞典、日本等国已明确制定了中期目标(到2030年或之前),即在本土创建基于逻辑门的实用量子计算机。俄罗斯政府在国家量子行动计划中,提出在2020-2024年内投资约7.9亿美元打造一台实用的量子计算机。法国将量子计算视为“主要关注领域”,在《法国量子技术国家战略》[57]中提出对量子计算的资助金额为4.32亿欧元,在技术组件、系统架构和算法方面都提出了相应的研究方向和要求。


量子精密测量方面,多国设立了相关发展计划。如,2022年3月,加拿大国家研究委员会的量子传感器挑战计划,将向学术界、工业界和非营利合作者提供资金,发展环境、医疗保健和国防领域的量子传感应用。英国国家量子技术中心的量子传感器与计时计划,汇集了高校、国家物理实验室及工业界众多利益相关者。2021年12月,中国发布《计量发展规划(2021—2035年)》,提出“重点开展量子精密测量和传感器件制备集成技术、量子传感测量技术研究”,并多次提到量子传感技术研究的重要性。2022年3月,美国发布关于量子传感器的国家战略《将量子传感器付诸实践》,明确将量子传感器作为未来1-8年美国信息科学的国家战略。


在量子网络方面,美国是首个力推建设全球量子互联网的国家。美国政府先后推出两项量子网络发展战略:第一,2020年2月,美国发布《美国量子网络战略构想》,明确未来五年和未来二十年量子网络研发与应用的目标,以及与实用量子网络和量子技术密切相关的六项重点研究领域。第二,2020年7月,美国发布报告《从远距离纠缠到建设全国范围的量子互联网》,规划了美国第一个全国性量子互联网的战略发展蓝图,提出需要重点关注的量子科技应用领域、优先研究方向,以及量子互联网建设的阶段目标。2020年3月,欧洲量子旗舰计划发布《战略研究议程(SRA)》,明确了旗舰计划的发展目标:短期(3年)目标是利用量子密钥分发(QKD)协议和可信节点网络开发天基量子密码,演示可作为未来量子中继器构成模块的初级链路;中长期(6-10年)目标是利用量子中继器演示800公里以上距离的量子通信,演示至少20个量子比特的量子网络节点,演示利用卫星链路产生纠缠等;长期目标是实现量子互联网。2022年1月,日本发布《量子网络白皮书》,总结了与量子通信相关的国内外趋势、量子网络实现的实际应用场景案例,以及NICT正在努力实现这些目标的研发路线图与推广策略。该文件指出,到2025年,日本地面和卫星之间的量子密钥分配(QKD)网络将开始运行,并提供安全通信服务,预计将开始使用经典网络的量子计算和使用量子测量/传感的服务。到2030年,通过安全通信服务连接地面和卫星的QKD网络的运作将会扩大,在经典网络上使用量子计算、量子测量和传感的服务也将得到扩大。到2040年,建立卫星和地面网络的全球量子网络,实现适应各类量子网络/协议的虚拟量子网络服务。


在量子材料方面,2020年,德国提出在4年内资助跨区域合作研究中心(SFB-TRR)特别领域研究(SFB)项目“物质的电子量子态弹性调整和弹性反应”,并为该项目提供约1000万欧元资助[58]。2020年5月,荷兰研究委员会(NOW)向量子时代材料(Qumat)项目提供2150万欧元,用于开发具有稳定相干量子态的原型材料,该项目是NOW主导的万有引力计划(Gravitation program)的一部分[59]。2022年5月,欧盟对涉及物理学、化学和生物学中更广泛的量子材料领域的项目资助250万欧元,为期五年[60]。


目前,全球各国在量子计算和量子通信两大领域的关注度较高,量子精密测量逐渐引发关注,中国、加拿大和英国都设立相关发展计划,但仅有美国将量子精密测量作为国家战略方向之一,并设立阶段发展目标。对于量子网络,大多数国家未将其作为单独发展方向,而是作为融合领域考虑,美国将量子互联网从三大量子领域分离出来作为重要发展领域,明确其发展的阶段目标和远期目标。对于量子材料,各国关注度相对较少,尚未有专门的发展计划或者发展路线图,主要是以项目资助方式推动量子材料研究。



在新一轮信息技术革命的推动下,西方主要国家和组织将量子科技视为抢占经济、军事、安全等领域全方位优势的战略制高点,相继发布量子科技发展战略,部署一系列体系化的量子科技发展举措。


尽管世界各国支持量子技术研发的政策措施类型较为相近,但优先方向和重点事项安排的不同,可能会对各国量子政策实施效果和国际量子综合影响力产生不同的结果。例如,是制定国家层面统一的顶层战略,还是只有一系列由不同政府部门提出的政策举措;是重点支持高校和国家实验室的研究工作,还是更关注与工业界的合作;是完全自主研发,还是通过大量国际合作等。此外,政府对量子政策的执行力度如何、政策跟踪评价机制的健全程度如何等,也是需要考虑的重要因素[61]。


(一)展望


1、以举国之力发展量子技术,制定统一的量子国家战略


许多国家逐渐意识到量子技术发展的必要性,纷纷制定统一的量子国家战略来引领本国量子科技的发展方向。制定统一的量子国家战略意味着将量子技术提升到国家创新力和国际竞争力的重要战略地位,国家将在量子领域制定高层面的制度与规划以及进行高水平的投入来保障本国量子科技的发展。目前已有17个国家/地区制定了统一的国家量子战略或倡议,且有4个国家/地区正在制定国家量子战略,未来将会有更多的国家选择制定统一的国家战略来确保量子科技的加速发展。


2、量子科技政策创新与产业发展齐头并进


量子科技正在成为未来科技和经济的一大发展热点,在各国政府资助的刺激下,全球量子技术活动正在火热进行,全球量子研究正加速推进。量子科技作为新兴技术领域,需要国家政策引领,使得量子科技产业技术创新与政策并行、有序发展。目前,以美国、中国、英国、德国、日本等为代表的科技大国都在量子科技政策方面不断加码,立足于各国实际,发布一系列战略性文件提高量子科技在全国科研领域中的地位,出台一系列多样的量子科技创新发展政策,加快营造推进量子科技发展的良好政策环境,形成有力的政策支持。因此,未来,随着量子科技技术研究的深度推进,全球量子竞争的加剧,各国也会更加注重量子科技政策的完善和创新,从而为量子科技的发展做好完备的政策支撑。


3、多项政策措施共同发力促进量子科技发展与技术转化


目前已有8个国家采用建立量子卓越中心、开展量子针对性提案/竞赛、提供量子项目资助、扶持量子初创企业四种政策“组合拳”来发展量子科技。在四项措施中,被采用最多的是建立卓越中心与直接提供项目资助。不同政策措施所能达到的具体效果各有侧重,建立卓越中心或研发中心有助于开展量子基础研究与培育量子人才,举办量子针对性提案或竞赛可以为量子技术研发与产业化提供支持,直接提供项目资助可以有针对性地加速关键技术研发,投资量子初创企业可以直接促进量子产业生态的构建。随着量子科技受到各国政府的重视程度越来越大,虽然各国由于国情差异所采用措施的侧重各有不同,但都倾向于采用多元化的政策措施来促进量子科技的发展。


4、量子技术、人才与产业政策目标相辅相成,三者协同发展是未来趋势


量子技术、人才与产业的耦合发展是量子科技高质量发展的必然要求。量子人力资本是决定量子技术发展的关键决定因素,先进的量子技术与顶尖的量子人才是推动量子技术商业化与产业化的坚实基础,而在量子产业逐渐发展成熟的过程中也会对量子技术与人才提出新要求。虽然目前各国由于所处量子研究的阶段不同,其政策目标各有侧重,但未来各国将倾向于制定量子技术、人才与产业三方面的相关政策,实现量子技术研发、量子人才培养以及量子技术产业化三者的协同发展,进而促进量子科技的整体良性发展。


5、加强技术合作是各国政策的重要方向


解决量子信息科学中最棘手的问题需要强有力的国际合作。各国的量子科技政策也正意识到这一点,比如,美国和丹麦双方签署关于量子信息科学和技术(QIST)合作的联合声明,将利用两国在量子信息科学和技术方面的优势,加强量子产业供应链,扩大其工业基础,并培育新一代量子人才。全球合作战略也将是未来各国量子科技政策的趋势之一,具体来说,各国将认真审视竞争,评估自身优势,并与潜在合作伙伴建立关系,合作共建基础设施,培育新生的量子产业,然后以良好的方式平衡国家安全和经济安全,继续进行国际合作。


(二)挑战


1、全球量子科技政策中的科技伦理意识与道德框架尚未构建


目前,全球量子技术产业政策可能存在的一个问题是社会伦理问题。量子计算机对网络安全、全球金融体系的稳定性和公民隐私的潜在影响已经成为全球各地区担忧的一方面。量子通信也可能对加密技术产生影响,甚至产生更广泛的地缘政治和安全影响。一些国家政府已明确承认有必要在其量子政策中开始关注社会和伦理问题。例如,由荷兰研究委员会资助的Quantum Software Consortium设立了“法律和社会调查委员会”,对量子技术的伦理、法律和社会方面进行分析,荷兰量子技术国家议程提出为此类问题组建国家委员会。目前,量子的发展仍处于相对早期的阶段,但是开始讨论伦理学永远不会太早,将责任意识和道德约束等元素纳入量子科技政策框架已是重要方向。一旦出现问题,可尽快采取准备好的行动。尽管国家有政治利益,但鉴于技术研究和影响的全球性,解决这些问题可能需要国际协议。


2、全球量子科技政策缺乏对竞争秩序和产业规范的关注


全球量子技术产业政策可能存在的另一个问题是确保良性合作和反垄断问题。构建量子系统所需的技术和资源可能成为量子技术广泛传播的主要限制因素,以及在该领域处于领先地位或控制某些资源或核心技术的国家可以获得显著的经济和地缘政治优势。一些核心技术有可能被某些国家或跨国科技巨头垄断。目前,许多主要的量子计算机早期入局者已开放云访问通道。政府的政策可能需要考虑采取政策措施以确保社会和经济各个层面的广泛参与。在这方面,确保良性竞争与合作的国际努力可能至关重要。但从全球范围来看,此类政策法案是严重缺乏的。


为了评估制定此类战略的价值,保证量子信息政策有效实施,相关问责机制和政策跟踪评估机制是有必要的。因此,全球量子信息政策体系还需从保障、跟踪、评估、约束等机制进行多元拓展,加以完善。


附录1 全球主要国家/地区的量子产业政策

来源:ICV、光子盒量子科学研究院整理


附录2 2015-2022年全球主要国家/地区量子投入

来源:ICV、光子盒量子科学研究院整理


全球主要国家/地区2015-2022年QIS总投入情况

注:(1)统计时期是2015-2022年6月,由于许多国家的量子投入不一定是全部公开的,不同国家的年度跨越不一致,无法进行非常明确的年度划分;(2)总投入单位:万美元;(3)QIS总投入包括目前政府文件公开披露的已投入部分与已发布相关政策计划未来投入的部分;(4)国家前后政策表示的资金投入可能存在重复,本文在统计的过程中已将可能存在的重复部分剔除。数据来源:政府报告资料、CIFAR、ICV、光子盒量子科学研究院整理


附录3 全球主要国家/地区为促进量子技术发展采取的主要措施






参考链接:

[1]https://www.gov.uk/government/news/quantum-technologies-a-new-era-for-the-uk

[2]https://www.ifm.eng.cam.ac.uk/news/quantum-technologies-roadmap/

[3]https://www.quantum.gov

https://www.quantum.gov

[4]http://images.mofcom.gov.cn/www/201611/20161124110729907.pdf

[5]https://uknqt.ukri.org/wp-content/uploads/2021/10/National-Quantum-Technologies-Strategy.pdf

[6]https://www.quantentechnologien.de/fileadmin/public/Redaktion/Dokumente/PDF/Publikationen/Federal-Government-Framework-Programme-Quantum-technologies-2018-bf-C1.pdf

[7]https://www.gouvernement.fr/sites/default/files/contenu/piece-jointe/2021/01/dossier_de_presse_quantique_vfinale.pdf

[8]http://ctt.vscc.ac.ru/uploads/activity_files/2019/11/12079.pdf

[9]https://www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihui048/siryo4-2.pdf

[10]https://www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihui048/siryo4-2.pdf

[11]https://quantumsg.org/wp-content/uploads/2019/10/QuantumSG-%E2%80%93-preparing-for-the-future.pdf

[12]https://qutech.nl/wp-content/uploads/2019/09/NAQT-2019-EN.pdf

[13]https://www.psa.gov.in/technology-frontiers/quantum-technologies/346

[14]https://nkfih.gov.hu/hivatalrol/hivatal-hirei/palinkas-jozsef-3-5

[15]https://www.ffg.at/en/quantum-austria

[16]https://www.tehrantimes.com/news/459776/Iran-opens-National-Center-for-Quantum-Technology

[17]https://che.org.il/en/התכנית-הלאומית-למדע-וטכנולוגיה-קוונט-2/

[18]http://www.qute.sk/sk_2017.html

[19]https://gase.most.ntu.edu.tw/articles/100?cx=014289310759452052952%3Azgqlqoxdhqo&q=quantum+

[20]https://consult.industry.gov.au/national-quantum-strategy-issues-paper

[21]https://ised-isde.canada.ca/site/national-quantum-strategy/en/engagement-paper-developing-national-quantum-strategy

[22]https://www.wits.ac.za/news/latest-news/research-news/2019/2019-12/wits-leads-quantum-computing-national-working-group-.html

[23]https://www.bangkokpost.com/thailand/general/1740175/cabinet- backs-37bn-baht-science-innovation-scheme

[24]https://www.state.gov/tokyo-statement-on-quantum-cooperation/

[25]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/all-member-states-now-committed-building-eu-quantum-communication-infrastructure

[26]https://www.government.nl/documents/diplomatic-statements/2021/08/31/joint-statement-of-france-and-the-netherlands

[27]https://www.state.gov/cooperation-in-quantum-information-sciences-and-technologies-uk

[28]https://www.state.gov/cooperation-in-quantum-science-and-technology-aus

[29]https://www.whitehouse.gov/ostp/news-updates/2021/11/18/joint-statement-to-leaders-from-the-united-states-director-of-the-white-house-office-of-science-technology-policy-and-canadas-minister-of-innovation-science-and-industry-2/

[30]https://www.state.gov/joint-statement-of-the-united-states-and-finland-on-cooperation-in-quantum-information-science-and-technology/

[31]https://www.state.gov/joint-statement-of-the-united-states-of-america-and-sweden-on-cooperation-in-quantum-information-science-and-technology/

[32]https://dst.gov.in/india-finland-discuss-possible-areas-co-operation-quantum-computing-virtual-coe

[33]https://www.quantum.gov/the-united-states-and-denmark-take-steps-to-strengthen-quantum-cooperation/

[34]https://www.innovationaus.com/labor-pledges-4million-for-quantum-research-support/

[35]National strategic plan for labor development in quantum information science and technology

[36]http://www.casisd.cn/zkcg/ydkb/kjqykb/2020/202003/202006/t20200616_5607408.html

[37]https://efeqt.eu/

[38]https://www.iotworldtoday.com/2022/06/15/quantum-summit-2022-uk-government-invests-in-quantum-computing/

[39]https://qt.eu/about-quantum-flagship/projects/

[40]CIFAR.(2021).A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology.

[41]https://quantera.eu/

[42]Innovate UK是英国政府成立的国家创新机构,支持所有行业、技术和英国地区的商业主导的创新

[43]https://www.gov.uk/government/publications/funding-competition-commercialisation-of-quantum-technologies-3/competition-brief-commercialisation-of-quantum-technologies-crd

[44]https://ktn-uk.org/opportunities/commercialising-quantum-technologies-crd-tech-round-2/

[45]https://www.eenewseurope.com/en/uk-opens-up-6m-quantum-technology-competition/

[46] https://www.ukri.org/news/uk-and-canada-launch-world-first-programme-of-quantum-technologies/

[47]https://www.classiq.io/competition

[48]https://www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihui048/siryo4-2

[49]https://thequantumdaily.com/2021/11/08/9m-quantum-data-centre-of-the-future-project/

[50]https://defence-industry-space.ec.europa.eu/work-build-eu-space-based-global-secure-connectivity-system-start-2022-2021-11-10-1_en

[51]https://www.cnrs.fr/en/cnrsinfo/french-quantum-national-rd-strategy-just-started

[52]https://quantumcomputingreport.com/singapore-to-invest-s23-5-million-17-16m-usd-into-three-quantum-research-programs/

[53]CIFAR. (2021). A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology.

[54] QuantumSG是新加坡量子科学界组成的科研组织,其成员大多来自新加坡国立大学、政府资助的量子技术中心等单位,因此,《新加坡量子技术:为未来做好准备》在一定程度上具有官方性质的指导意义

[55] CIFAR.2021.A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology.

[56] CIFAR.2021.A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology.

[57]https://www.gouvernement.fr/sites/default/files/contenu/piece-jointe/2021/01/dossier_de_presse_quantique_vfinale.pdf

[58]http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202007/t20200710_157795.html

[59]https://bits-chips.nl/artikel/nwo-grants-for-research-on-brain-interfaces-and-quantum-materials/

[60]由欧洲研究委员会(ERC)执行。ERC是欧盟新成立的研究基金组织,用以支持基础研究,目的是确保欧洲对卓越研究的追求。

[61]CIFAR.2021.A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology.



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