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【科技参考】法国《国家量子技术战略》
科情智库
2021年1月21日，法国总统马克龙宣布启动法国《国家量子技术战略》。马克龙指出，量子技术这一新兴技术将塑造未来，事关国家主权，需要制定专门战略加以重点扶持。
一战略目标
1. 掌握关键量子技术，包括量子处理器、量子模拟器、量子计算机、专用量子计算软件、量子传感器、量子通信技术、后量子密码学、量子通用使能技术等。
2. 量子计算是战略核心。到2023年，法国将成为第一个拥有通用量子计算机完整原型的国家。随后，法国将继续在推动通用量子计算机应用方面发挥先驱作用。从现在开始，法国就需要预测通用量子计算机可能面临的安全风险，以便设计解决方案。同时，为了提供量子计算机元器件所需的生产原料，法国需要建立完整的硅28产业链。
3. 建立完整产业链。法国需要汇聚各类创新主体的力量，共同构建完整的产业链，覆盖所有关键量子技术。到2030年，法国量子领域产业链应创造1.6万个直接就业岗位，并贡献1-2%的出口额。
二
七大战略支柱1. 有噪声中型量子计算机（3.52亿欧元）在大型量子计算机出现之前，有噪声中型量子计算机将发挥重要作用，应重点发展相关量子处理器与模拟器技术。此外，超级计算机过分依赖一种计算技术将带来风险。为规避这种风险，法国将开发结合量子计算和传统超级计算的混合计算机。该设备将建立在布吕耶尔-勒-沙岱勒市超大型计算中心的基础上，成为第一个配备至少100个量子比特运算能力的混合计算机。2. 大型量子计算机（4.32亿欧元）大型量子计算机不仅能够实现甚至超越传统超级计算机的功能，还能推动工业领域的创新应用。法国将开发能够应对较大干扰的算法，以解决更为复杂的问题，如蛋白质结构计算、碳捕集与封存、生物催化剂制造等。
3. 量子传感器技术与应用（2.58亿欧元）2022年起，法国将发起“挑战”项目，以开拓量子传感器民用市场，如纳米级核磁共振成像、恶劣环境中的工业检测、实地分析、服务于生物与化学的分子分析、以能源储存为目标的高压下材料研究等。
4. 后量子密码学（1.56亿欧元）后量子密码学是指能够抵御量子计算机攻击的密码学算法，对维护量子计算时代的网络安全至关重要。法国将支持开发后量子密码学算法、应用硬件和验证方案，尤其是如何在计算资源有限的硬件条件下部署后量子密码学算法。
5. 量子通信系统（3.25亿欧元）法国在开发量子通信系统的过程中解决如下主要问题：首先，在硬件方面，应开发量子通信所需的光子元器件。其次，在算法方面，应开发新型通信协议，特别是盲量子计算通信协议。第三，各种量子技术组合成通信系统后将产生新的安全隐患，应识别并修正这些风险。
6. 具有竞争力的量子通用使能技术（2.92亿欧元）量子通用使能技术即应用量子技术所需的基础技术，如降温技术、新型激光器、低噪声电子元器件等。由于量子计算机必须在低温下运行，因此必须开发能够实现产业化应用的降温技术。应开发能够更好操纵原子和降温的、用于量子计算机的激光器技术，以及能够应用于各个行业的低噪声电子元器件技术
7. 生态系统建设为将法国的科技优势转化成长期竞争优势，生态系统建设至关重要。法国将通过学历教育和继续教育加强人才培养并提高现有劳动力能力，强化技术基础设施，创造有利于创业和技术成果转化的环境，提高对全球创新主体与一流人才的国际吸引力。
三
初步行动《国家量子技术战略》明确了目标和战略支柱，但具体落实措施尚待进一步细化。目前，法国政府已经明确了2021年第一季度的初步行动，包括：
1. 加强对科研项目的资助力度。法国将启动总投资额高达1.5亿欧元的重点研究与设备计划，资助4大主题的科研项目：固态量子比特、冷原子量子计算、量子计算算法、如何平衡可计算性与安全性。
2. 加强对创新项目的资助力度。法国将发起有噪声中型量子处理器开发项目，由支持颠覆性创新的重大挑战项目资助。该项目将为2022年启动的大型量子计算机创新项目奠定基础。
3. 加强对产业化项目的资助力度。法国将启动两项量子技术产业化项目。这些项目的特点是技术已经达到中等成熟（技术成熟度在3-6之间），但对私营部门仍具有一定投资风险，需要国家以公私合作伙伴关系的方式加以资助。产业化项目主要包括量子通用使能技术项目和技术成熟化项目：前者主要开发接近市场化阶段的技术，如硅28生产工艺、低温量子技术和新型激光器等；后者主要开发距离市场化阶段较远的技术，如嵌入式传感器、通信协议与错误修正、后量子密码学算法等。
1. 通过合作模式提高总体投入。通过《国家量子技术战略》，法国政府对该领域的投资总额从每年6000万欧元提升至2亿欧元，一举超越英国与德国，成为全球投入第三的政府，仅低于中国和美国。其中，合作资助模式将起到重要的杠杆拉动作用：在18亿欧元总投资中，10.5亿欧元来自法国公共财政，5.5亿欧元来自大型企业、机构投资者、投资基金等私营部门，2亿欧元来自欧盟提供的信贷。
2. 注重借助欧盟力量。法国的量子技术发展战略与欧盟战略高度配合，并将推动法国成为欧洲重要的量子技术中心作为发展目标。例如，法国计划与欧洲主要国家共建布吕耶尔-勒-沙岱勒市的混合计算机，正在与德国、意大利、西班牙、爱尔兰、奥地利等国家展开协商。未来，该计算平台将逐渐向欧洲量子枢纽转型，从而全面开发各种新型计算能力。
3. 注重人才培养。《国家量子技术战略》高度重视量子领域人才培养，特别是通过跨学科教育及设置新型课程。《国家量子技术战略》计划培养5000名量子技术领域的新型人才，包括研究人员、技术人员和工程人员。其中，通过科研实践培养的青年研究人员将达到1700人。为此，未来五年，法国每年将在量子技术相关领域新增100项博士奖学金、50项博士后奖学金和10项青年人才奖学金。
来源：《科技参考》2021年第16期
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