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投资6000亿卢比！铺就印度量子技术崛起之路
光子盒研究院
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印度，这个历史悠久、文化丰富的国家，正以一种前所未有的速度和决心，步入量子技术的新纪元。
近年来，印度政府宣布了一项宏伟的计划：在2023/24至2030/31年间，投资高达6003.65亿卢比（约合7.4亿美元）于国家量子任务（NQM）。
这不仅是一项财政巨头，更是国家战略的核心。
该计划旨在培养一支熟练的劳动力队伍，推动量子技术的研究与开发，确立印度在这一战略重要领域的全球领导地位。
它的设立，意味着跨学科合作与精细规划的新时代的到来。
该计划不仅致力于弥合学术研究与实际应用的差距，更希望通过创新来重新定义国防、计算、通信和医疗保健等多个领域。
在全球量子技术的激烈竞争中，印度的NQM无疑是塑造国际量子科学技术格局的关键一环。
其目标不仅仅是在全球范围内竞争，更是在量子研究、创新和应用领域中占据领导地位。
NQM的时机正逢其时，与全球量子技术的迅猛发展同步，为印度带来了通过这些发展促进经济增长、科学进步和技术突破的绝佳机会。
NQM的目标之一是在接下来的8年内交付一台具有50-1000个物理量子比特的中等规模量子计算机。
在印度政府科学技术部（DST）的推动下，该国家量子任务已经迈出了重要的一步。
2024年1月20日，DST发布了关于建立四个主题中心（T-Hub）的预提案征集，这是其第一个重大公告。
这些提案预计将与NQM的目标保持一致，重点探索和应用量子技术在量子计算、通信、传感与计量以及量子材料与器件等领域。
DST部长阿拜·卡兰迪卡尔（Abhay Karandikar）教授的言论强调了NQM的重要性，并指出了与行业和初创公司合作将研究成果转化为可部署技术的重要性。
“预提案的启动是内阁去年批准的国家量子任务的重要一步。随着与研究人员的头脑风暴会议，以确定专业知识、优势和机会，预计国家量子任务将在未来几个月内取得实质性进展。”
“NQM还将与行业和初创公司合作，将研究转化为可部署的技术。科学技术部（DST）将为成功提交提供必要的资源，并为研究人员提供便利，以便印度在国际上发展到竞争地位。”
根据印度电子和信息技术部（Ministry of Electronics and Information Technology）在2024年发布的、为期14年的量子技术开发路线图，NQM将整体工作分为七个主要的量子技术领域：计算机科学、模拟、密码学/网络安全、通信、传感和计量、战略应用、标准化。
量子计算被寄予厚望，其卓越的速度和功能有望彻底改变传统计算领域。而量子通信则致力于建立超安全的通信网络，在数据驱动的当今世界中至关重要。
量子传感与计量学在精密测量方面提供了潜在的突破，这些技术将影响到导航、时间同步和物理学研究。
量子材料和器件的探索可能导致基于量子原理的新型材料和设备的开发，应用领域可能涵盖从能源到医疗保健等多个方面。
在网络安全方面，印度设定了2028年完成所有目标的宏伟计划，包括开发公钥基础设施、身份验证服务、加密服务和加密随机数生成等。
此外，量子计算机、传感器和其他设备的标准化也计划在2033年实现。
到2034年，印度预计将看到量子通信的专有算法、量子模拟发现的新分子，以及适用于军事特定用途的量子技术的发展。
这也是自旋电子学模拟的最后期限，同时也标志着量子计算机、传感和计量学研发工作的高峰。
到2047年，印度计划拥有专有的量子计算算法、硬件和加速器，并使用量子模拟来开发新材料。
这些发展将为印度在国际舞台上的军事和战略目标提供强大的支持。
在这里，我们列举了一些主要举措和成就，以展示印度在成为全球量子技术领域领导者的道路上所做的努力：
1）国家量子技术与应用任务（NM-QTA）。作为一项旗舰计划，NM-QTA以800亿印度卢比（约合9.6亿美元）的投资，致力于开发先进的量子技术，尤其是量子计算和通信系统。
该项目设定了明确的目标，包括开发具有50量子比特的量子处理器和建立量子通信网络。
2）量子增强研究与开发。印度各地的研究机构和实验室都受益于政府对量子研究和开发的资助和支持，这些工作涉及量子计算、量子计量学、量子材料以及量子通信等领域。
3）与行业领导者的合作。政府促进了印度研究机构与全球量子技术行业领导者之间的合作，这些伙伴关系的目的是将跨国公司的专业知识与印度的研究和创新能力结合起来。
4）人力资源开发。政府深知熟练的量子技术专业人员的重要性，因此致力于发展量子科学教育计划和研究机会，这包括资助大学的量子研究项目，建立专门的量子技术课程和培训计划。
5）基础设施发展。政府投资于开发量子研究和创新所需的基础设施，包括建立量子实验室和研究中心，为量子技术的发展营造有利的环境。
6）战略国际伙伴关系。印度积极参与战略国际合作，以增强其量子能力，这些合作不仅关注研发，还涉及政策框架的制定、全球标准的确立和知识交流。
7）支持量子创业公司。政府对印度迅速发展的量子创业生态系统表示支持，提供资金和基础设施支持，促成了一个活跃的创业环境，尤其是在量子计算、通信和密码学领域。
8）法律和监管框架。正在努力为量子技术的发展和创新创造有利的法律和监管环境，解决与可专利性、数据安全和技术转让相关的问题。
9）军事应用。包括陆军和海军在内的印度军方正在探索量子技术在安全通信和量子传感器等领域的应用。
这些举措展示了印度在成为量子技术领域全球领导者方面的雄心，并体现了其利用这一新兴领域获得经济和战略优势。
目前，印度有15个政府机构致力于量子研究的各个方面。
这种集中的研究努力，预计到2030年将为印度经济带来2800至3100亿美元的巨大增值。
印度在量子技术领域与全球众多国家如美国、瑞典、以色列、芬兰和韩国建立了合作关系，这不仅增强了其技术实力，也扩大了其在全球量子科技领域的影响力。
2022年9月，联邦政府首席科学顾问阿贾伊·库马尔·苏德宣布，印度正在启动一项全面的“四管齐下”的量子任务。
这个任务将专注于量子计算、通信、传感和计量以及量子材料等关键领域，旨在将印度推向量子技术的最前沿。
印度政府对量子技术的承诺在2020-21年度预算中表现得淋漓尽致，其中宣布了国家量子技术与应用任务（NM-QTA），为量子计算分配了800亿印度卢比（约合10亿美元）。
这一重大投资的目标是促进研究和开发，加强全球合作，并支持国内的量子创业公司。
NM-QTA的目标包括开发具有50量子比特的量子处理器和新的量子模拟算法。
NM-QTA还计划开发一种跨越超过1000公里的基于卫星的量子密钥分发（QKD）链路，并致力于开发超导纳米线单光子探测器（SNSPD）、下一代光子存储器和原子磁力计等前沿技术。
在NM-QTA之前，印度政府科技部（DST）已经率先推出了量子科学与技术（QuEST）研究计划，用于培养新兴的量子科学家。
该项目在三年内拨款18.6亿印度卢比（约2252万美元），支持51名研究人员进行量子技术的理论和实验研究。
此外，DST还创建了量子信息科学与技术（QIST）计划，以推动塔塔基础研究所（TIFR）、印度科学研究所（IISc）和印度科学教育与研究所（IISER）等学术机构的量子信息系统发展。
在QIST计划下，印度政府在印度科学院建立了一个专门的量子技术卓越中心。
2023年10月，印度政府首席科学顾问（PSA）Ajay Kumar Sood宣布，2023年4月公布的国家量子任务即将启动。
这标志着印度在量子技术领域的又一重要进展。
苏德教授强调，量子技术的采用对于印度在地缘政治战略中的角色至关重要，并表示这不再是一个选择，而是一个亟待进入的领域。
他还透露，塔塔基础科学研究所将在未来几个月内推出一台7量子比特的量子计算机，展示了印度在量子计算领域的快速进展。
总的来说，印度的量子产业推进之路充满希望和挑战，其在量子科技方面的投资和合作计划显示了该国成为全球量子技术领导者的雄心和决心。
随着技术的发展和全球合作的深入，印度在量子技术领域的地位将不断提升，为其经济增长和技术创新提供强大的动力。
这些公司不仅投身于量子技术的研究和开发，还与学术机构建立了紧密的合作伙伴关系，并在量子计算实验室方面进行了重大投资。
与此同时，印度的量子技术创业领域也在蓬勃发展。
尽管有些公司已经倒闭，但大约有20家初创公司仍在运营，它们专注于量子计算、通信和密码学等领域。
这些初创公司正在利用量子技术的最新进展，为金融、医疗保健和物流等行业开发创新解决方案。
其中一些公司正在开发易于使用的量子计算软件平台，而另一些则在探索安全通信网络和优化算法等实际应用。
私营部门的这种积极参与，特别是大公司和初创公司的合作，为印度在量子领域的雄心壮志提供了强大的推动力。
这些公司的努力不仅对技术进步做出了贡献，还在新兴的量子技术领域创造了新的就业机会，并促进了经济增长。
它们与政府机构、学术机构和研究组织的伙伴关系，对于在印度建立一个强大且充满活力的量子生态系统至关重要。
然而，根据5 Jewels Research（5JR）的技术分析师的观点，科技初创公司和工业界在印度国家量子任务（NQM）中的作用尚未得到充分的发挥。
5JR首席分析师苏曼特·帕里马（Sumant Parimal）先生指出，尽管已发布的NQM首次预提案征集涉及学术界和研发机构，但对于科技初创公司和行业来说，却未能提供足够的主导地位。
他认为，在未来技术和深科技领域引领创新机会的任务，像NQM这样的使命，不应局限于少数选定的学术界和研发机构，而应对初创企业、中小微企业和行业开放。
帕里马先生进一步预测，由于大多数印度量子科技初创公司是最近成立的实体，它们在实际行业用例中缺乏执行端到端量子技术解决方案和产品的经验。
他强调，NQM的使命应支持数以百万计的创新理念，以产生数千上万的企业家和初创公司，而不应仅仅成为从顶尖供应商采购最佳产品或解决方案的招标文件。
总的来说，印度的量子技术产业推进之路既充满机遇，也面临挑战。
为了充分发挥科技初创公司和工业界的潜力，需要进一步调整和优化政策和资源分配，以确保量子技术领域的持续繁荣和发展。
这些全球合作伙伴关系在推动印度量子技术发展方面发挥了关键作用，其中包括与亚马逊网络服务合作的量子计算应用实验室，以及与芬兰合作的量子计算虚拟网络中心等重要项目。
此外，像凯捷、富士通、IBM、NTT Data和三星这样的跨国公司也在印度的量子生态系统中扮演着重要角色。通
过与印度的学术机构和研究实验室的合作，这些公司正积极贡献于该国量子技术的发展。
这些伙伴关系不仅提升了印度在量子领域的地位，还促进了知识交流、资源共享和共同进步。
值得注意的是，印度总理纳伦德拉·莫迪（Narendra Modi）去年对美国和法国的访问，特别聚焦于加强技术领域的战略和经济合作。
这些访问在全球政治和经济不稳定的背景下进行，特别是在乌克兰战争和对中国崛起的担忧下。
网络安全、人工智能（AI）、量子计算（QC）、半导体和高性能计算（HPC）成为讨论的焦点。其中，建立印美联合量子协调机制被强调为促进产业界、学术界和政府之间合作的重要一步。
同时，俄罗斯量子中心（RQC）首席执行官兼联合创始人罗斯兰·尤努索夫（Ruslan Yunusov）表示，他们正在寻求与印度学术和研究机构合作，构建量子应用和硬件。
作为金砖国家论坛的一部分，俄罗斯政府正式提出了这一合作倡议。此外，俄罗斯总统普京在2023年7月13日也提出了2030年的“国家技术项目”，包括为俄罗斯量子技术发展制定路线图。
芬兰外交官基莫·西拉（Kimmo Siira）透露，芬兰承诺支持印度推进和建造量子计算机。
作为DESI计划（数字化、教育、可持续发展和创新）的一部分，芬兰与印度在量子计算和人工智能领域建立了更牢固的伙伴关系。
这一合作关系旨在推进培训、研究，并实现量子算法和量子硬件等商业应用。
2022年11月，印度和欧盟签署了包括量子技术在内的高性能计算合作协议，这进一步巩固了印度在国际量子领域的地位，并为其未来量子技术的发展开辟了新的合作机会。
近几十年来，印度已崛起为全球创新的重要推动力量，在应对多种重大挑战，如千年虫恐慌和新冠疫情期间的商业稳定，中发挥了关键作用。
印度的科技产业广泛分布于全球100多个国家，雇佣着来自150多个不同国家的员工，显示出其在全球科技领域的深远影响力。
尽管在科技领域取得了显著的成就，但印度在量子技术领域仍面临一系列挑战。
其中最突出的包括法律障碍、资金限制、人才短缺和基础设施需求。
法律方面，由于《1970年印度专利法》第3k条的规定，数学或商业方法、计算机程序或算法不被视为可专利的发明。
因此，量子技术专业人员必须开发具体的设备而非仅仅提交理论协议来获得专利，这与美国、中国和日本等国的专利法有显著不同。
此外，量子技术需要大量的资本投资。不仅制造成本高昂，运行和维护量子计算机相关的成本也非常高。
量子计算机的高热负荷是一个主要挑战，需要巨大的努力来维持其冷却。因此，印度需要建立适当的基础设施以保证低温系统的维护。
由于高资本支出和维护成本，建立一个可持续和高效的量子计算生态系统需要大量投资和精心规划。
此外，印度的量子兼容硬件，如超导材料、物理量子比特和芯片，大部分都依赖进口。
印度政府对超过50万卢比的科学设备实施了进口限制，旨在巩固国家自力更生项目，但国内可用的量子相关设备在全球标准方面仍有差距。
根据麦肯锡的数据，印度在量子计算的公共资金方面落后于中国和欧盟，后者投资分别达到150亿美元和72亿美元。
在每次技术革命中，印度通常落后于全球领导者，这主要是因为缺乏私营部门的积极投资。
美国和中国的科技巨头在量子革命方面已走在前沿，而印度公司的投资则相对较晚开始。
尽管印度科学界已经为量子任务分配了800亿卢比（约合10亿美元），但这笔资金来自各个部委的预算，因为量子任务没有单独的资金分配。
这意味着分配的金额将从不同政府部门的预算中提取，并分配给量子任务。
在五年的时间里，约有37%的拨款将被重新定向到量子计算机的开发和转换上。
2017年，科技部（DST）承诺在三年内投资约1000万美元从零开始建造量子计算机。很可能，量子任务的大部分拨款将用于技术转让工作。
此外，印度还缺乏像美国的小企业创新研究（SBIR）这样的机制来帮助小企业和初创企业进行研发。
印度初创企业普遍面临公司估值不足的问题，使它们无法获得国外的资助。
在全球量子投资状况方面，印度同样面临着人才短缺的问题，特别是在光学、原子物理和超冷离子等领域。
许多量子从业者更愿意在国外追求自己的职业抱负，导致了量子物理学和工程学博士候选人的短缺。
尽管国家量子技术与应用任务（NMQTA）的目标是在软件、硬件和相关技术领域培养约2.5万名人力资源，但留住专家为印度研究团队服务仍然是一个重大挑战。
印度面临的另一个挑战是学术部门的过重负担。目前，印度大约只有50名研究人员、科学家和学者参与量子技术的开发，这个数字远低于中国，中国每个量子实验室至少有两名研究人员和学者在工作。
印度科学界缺乏熟练和训练有素的劳动力，这是量子技术发展的一个重大障碍。
印度需要投资于教育和培训计划，以吸引和留住技术人员，从而维持和推进其量子研究和开发能力。
量子科学界在创建有效的教育计划和培训模块方面也面临挑战。
许多新兴教授对新课程设计过程中的缺乏包容性表示担忧，因为他们很少被征求意见，为印度量子教育的发展做出贡献。
此外，支持人员，如实验室技术人员和助理，往往不能充分胜任他们的角色。
许多毕业生和早期职业研究人员对印度的量子任务，包括其目标和框架都不够了解。
这表明对量子生态系统中相关利益相关者的任务缺乏有效的沟通。
量子科学的研究领域非常专业化，它们所解决的问题不仅仅限于学术界和研究人员。大多数新技术的发展是学生、科学家、学者和工业工作者之间合作和创新的结果。
不幸的是，在印度，缺乏像Qiskit和Kaggle这样的本土开放创新平台。
解决这些挑战对于保持印度在量子技术领域的发展势头至关重要。
2024年是印度量子技术之旅的关键阶段。
凭借强大的政府支持、强大的学术基础、国际合作、充满活力的私营部门参与，以及由初创企业和非营利组织组成的支持性生态系统，印度有潜力成为全球量子技术革命的领导者。
参考链接：[1]https://www.meity.gov.in/writereaddata/files/Quantum%20Technologies%20Roadmap.pdf[2]https://www.techcircle.in/2023/07/18/russia-seeks-to-team-up-with-india-on-quantum-computing[3]https://indianexpress.com/article/opinion/columns/jet-engines-ai-quantum-computing-seeds-future-tech-diplomacy-france-united-states-8843982/[4]https://thequantuminsider.com/2024/01/22/india-announces-740-million-us-national-quantum-mission-plans-tech-hubs/[5]https://www.iotworldtoday.com/quantum/india-launches-quantum-technologies-roadmap-through-2047