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第二次量子革命正在到來，它可能與二十世紀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、量子計算、量子精密測量等量子技術走出實驗室，將使傳感器、通信、量子醫(yī)療、信息處理等新興領域獲得跨越式發(fā)展。

近年來，全球主要國家和地區(qū)加速推進量子領域的戰(zhàn)略布局，量子技術與產業(yè)已成為各國維護國家技術主權與發(fā)展主動權的戰(zhàn)略制高點之一。僅2023年一年，就有近十個國家和地區(qū)發(fā)布量子技術與產業(yè)國家戰(zhàn)略規(guī)劃，量子技術與產業(yè)領域的國際競爭日趨激烈。

超前布局量子技術與產業(yè)發(fā)展

美國自2002年制定《量子信息科學和技術發(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實》。2023年1月，美國白宮國家量子協調辦公室發(fā)布《國家量子倡議2023年度預算》。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財年，旨在推動國家量子技術的研究和開發(fā)順利進入下一階段，并將重點放在量子技術在現代場景的應用上。

歐洲一直致力于成為推動量子革命的引領者。2021年10月，歐洲核子研究中心發(fā)布《量子技術計劃：戰(zhàn)略和路線圖》，描繪了中長期量子研究的技術路線圖，旨在指導政產學各界協同突破量子技術發(fā)展瓶頸。2023年3月，歐洲電工標準化委員會發(fā)布了《量子技術標準化路線圖》。2024年1月，歐盟發(fā)布《至2030年戰(zhàn)略研究與產業(yè)議程》，整合歐盟量子領域所有研發(fā)、產業(yè)化、基礎設施相關項目和議程，形成統一的指導性投資戰(zhàn)略，明確量子技術十大跨領域共性問題的研究和產業(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)略計劃》指出：2021—2027年，將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術、光子學等多個數字技術。歐盟還構建了專業(yè)的量子組織架構，協同推進共建歐洲量子創(chuàng)新生態(tài)體系。

2021年1月，法國啟動《國家量子技術戰(zhàn)略》（5年投入18億歐元），通過構建量子研究和創(chuàng)新生態(tài)系統，加快實現培育有全球影響的企業(yè)目標。戰(zhàn)略實施3年來，公共投資達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”的首個國家量子技術戰(zhàn)略，包括卓越的基礎和應用量子研究、頂尖的理工科人才、國內和國際合作等方面，計劃到2030年通過研究、人才、合作和創(chuàng)新，使愛爾蘭成為量子技術領域的國際中心之一。

2024年1月，中國發(fā)布《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出制定未來產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術等新賽道；加快量子、光子等計算技術創(chuàng)新突破及產業(yè)化應用；突破量子計算機等高端裝備產品。加強可容錯通用量子計算技術研發(fā)，提升物理硬件指標和算法糾錯性能，推動量子軟件、量子云平臺協同布置。

2024年6月，日本內閣會議審議通過《綜合創(chuàng)新戰(zhàn)略2024》，將其作為《第六期科學技術創(chuàng)新基本計劃》的年度執(zhí)行計劃，該戰(zhàn)略提出要大力發(fā)展量子技術、聚變能等尖端技術領域；確保對經濟安全保障至關重要的研究開發(fā)，防止技術外流等工作重點。

多措并舉迎接“第二次量子革命”

雖然量子技術與產業(yè)發(fā)展面臨復雜的挑戰(zhàn)和風險，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、技術、標準化、專利相關的具體問題，以構建良好的量子生態(tài)系統，通過跨領域、跨區(qū)域合作充分釋放量子技術與產業(yè)發(fā)展蘊藏的巨大潛力。

強化量子科學基礎研究。2024年2月，歐盟量子旗艦計劃《至2030年戰(zhàn)略研究與產業(yè)議程》中提到需加大與量子技術相關的基礎科學投資，重點領域是：（1）推動量子技術進步的相關研究，如自旋量子比特、超導量子電路等；（2）拓寬量子力學的前沿研究，如量子熱力學、凝聚態(tài)物質、量子引力學等；（3）量子信息理論相關研究，如量子算法和軟件相關基礎問題、量子復雜性理論等。美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院發(fā)布的報告建議基礎理論發(fā)展方向是：分子量子比特系統的設計與合成、分子量子系統的測量與控制、拓展量子比特設計和功能的實驗和計算方法等。美國國家科學基金會、美國國防部、美國國家標準與技術研究院是支持量子基礎研究三大主力，2018年前其投資額占比超過80%。2018年后，三大機構對量子技術基礎研究的支持各有側重，但經費呈上升態(tài)勢。

圍繞核心量子技術開展研發(fā)。2024年3月，法國政府在“法國2030”框架下啟動以量子霸權為目標的顛覆性創(chuàng)新投資計劃——比鄰星，目標是在2032年前開發(fā)出2臺通用量子計算機原型機。2023年，澳大利亞戰(zhàn)略政策研究所對關鍵技術的調查發(fā)現，在四個與量子相關的研究領域中，中國在量子傳感器、量子通信和后量子技術上領先。美國在與國防相關的量子計算領域領先。2023年1月，中國工業(yè)和信息化部等十六部委發(fā)布《關于促進數據安全產業(yè)發(fā)展的指導意見》，支持后量子密碼算法、密態(tài)計算等技術在數據安全產業(yè)的發(fā)展應用。

量子信息技術標準化研究受到重視并加速推進。隨著全球范圍內量子信息技術領域的樣機研究、試點應用和產業(yè)化迅速發(fā)展，在術語定義、性能評價等方面的標準化需求也逐漸顯現。歐洲電信標準化協會成立量子密鑰分發(fā)行業(yè)規(guī)范組織，已發(fā)布術語定義、系統器件等技術規(guī)范；國際標準化組織和國際電工委員會的第一聯合技術委員會成立了量子計算研究組和咨詢組，發(fā)布了量子計算研究報告等。

量子技術全球專利布局。麥肯錫2024年報告的數據顯示，在2000—2023年所有量子技術領域的專利授權中，歐盟合計占量子技術授權專利總數的44%，美國（37%）和日本（20%）的全球專利授權份額也處于領先位置。中國則在量子技術中的量子通信領域發(fā)展迅速，專利授權總量居全球第二。量子技術企業(yè)專利授權前三位是，IBM（美國）、微軟（美國）、諾思羅普·格魯曼公司（美國軍工生產商），華為（中國）排在第八位。

來源:《光明日報》