程 鵬, 譚 浩

(1. 東北大學 馬克思主義學院, 遼寧 沈陽 110169;2. 北京量子信息科學研究院 量子材料與器件研究部, 北京 100193)

量子物理經(jīng)過長期的研究和發(fā)展,當前其原理已經(jīng)被大量用于相關(guān)產(chǎn)業(yè)和某些重要應(yīng)用領(lǐng)域,其中最為亮眼的就是利用光量子進行信息傳輸?shù)牧孔油ㄐ艖?yīng)用技術(shù)。由點及面,量子通信應(yīng)用技術(shù)帶動了整個量子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,除了量子通信,其范圍進一步延展至計算和測量領(lǐng)域。作為正反饋,其應(yīng)用技術(shù)進步又促進了基礎(chǔ)研究的發(fā)展,使得量子的含義逐步脫離了信息技術(shù)領(lǐng)域的束縛,我國從概念上也進行了更加宏觀的擴展,如今“量子科技”一詞取代了“量子信息”反映在諸多政府報告中,這意味著,我國科學技術(shù)并不拘泥于其信息技術(shù)方向的應(yīng)用,更希望推廣到更加全面的惠民發(fā)展中,這一思想所反映出的變化,已經(jīng)表明了我們在量子科技領(lǐng)域的發(fā)展已走在世界的前列。量子科技產(chǎn)業(yè)其含義不僅覆蓋了量子原理在技術(shù)中的應(yīng)用本身所形成的產(chǎn)業(yè),也體現(xiàn)在量子科學與量子技術(shù)在各自細分領(lǐng)域中所使用到的配合技術(shù),如量子通信所需要的光學元器件、量子計算芯片所涉及的加工技術(shù)及其母機、量子精密測量所使用的相應(yīng)微納探測設(shè)備,等等。

由于量子科技產(chǎn)業(yè)的變革性,使得所形成的新興應(yīng)用場景會波及到原有社會生活,尤其是其涉及行業(yè)往往是基礎(chǔ)學科(如通信、計算、測量),所延展出的應(yīng)用鏈條涉及面非常廣,這會導致牽一發(fā)而動全身的效果,所附帶的社會風險是巨大的,因此,在其技術(shù)發(fā)展成熟前,對其進行深入前瞻性論證,是十分必要的。

面對量子科技已經(jīng)成為全球主要發(fā)達國家努力爭奪的科技制高點的局面,加快發(fā)展量子科技對促進中國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、帶動科技發(fā)展突破,以及保障工具安全等方面具有重要作用。我國政府對于這一新興領(lǐng)域也尤其重視,中共中央政治局在2020年10月舉行的第二十四次集體學習會議以“量子科技研究和應(yīng)用前景”為主題,提出要提高量子科技理論研究成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化率,積極吸納企業(yè)參與其中,引導更多高校、科研院所積極開展量子科技基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)。習近平總書記指出,集體學習的目的是通過了解目前世界量子科技發(fā)展水平,分析我國量子科技發(fā)展形勢,更好推進我國量子科技發(fā)展[1]。因此,量子科技已經(jīng)被確定為我國重點攻關(guān)的科技前沿項目。

歷史的經(jīng)驗讓我們注意到,任何新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,都會引起類似“先發(fā)展后規(guī)范”的問題,科學技術(shù)同樣存在著發(fā)展風險與一系列引發(fā)社會問題的可能。但是,圍繞著量子科技確定性和安全危險可控性等問題,如何將倫理道德嵌入到量子科技的設(shè)計發(fā)展中,進而趨利避害為人類發(fā)展帶來福音,是在其發(fā)展前端應(yīng)該盡量充分考慮的重要課題。本文將在闡述并分析近年來歐美國家興起的負責任創(chuàng)新理念對歐美量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱領(lǐng)影響,并以此經(jīng)驗,展開對中國量子科技負責任創(chuàng)新的必要性的討論,并從負責任創(chuàng)新的角度看國內(nèi)量子科技的發(fā)展綱領(lǐng),尤其針對不同國情下的量子科技發(fā)展差異性進行深入討論,嘗試將國內(nèi)外量子科技發(fā)展綱領(lǐng)進行對比研究,期望給出我國量子科技方向在政策制定、基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化以及社會認識與了解等方面的建設(shè)性想法。

一、 量子科技產(chǎn)業(yè)負責任創(chuàng)新的興起

負責任創(chuàng)新(RRI)是一個近些年剛剛流行起來的概念,很多大型科研項目都能看見其理念的體現(xiàn)。特別是在歐洲,新出臺的歐洲研究框架“地平線2020”就體現(xiàn)出這一理念,該研究框架資金預計將耗資700億歐元,并將聯(lián)合歐盟各國共同攻關(guān)國際前沿熱點科技難題。對于如此大規(guī)模支出,其論證過程則需要綜合考量,而對于新興科技,其責任范疇和治理同樣也是新興事物,有著強烈的創(chuàng)新特征。負責任創(chuàng)新較為廣泛接受的概念是它是一個透明的互動過程,社會行為者和創(chuàng)新者通過這一過程相互回應(yīng),以期創(chuàng)新過程及其產(chǎn)品(在道德上)可接受,可持續(xù)和社會可取(以便使科學和技術(shù)進步適當?shù)厝谌胛覀兊纳鐣?[2]。從定義中我們不難看出,負責任創(chuàng)新的目標是實現(xiàn)可接受和期望的結(jié)果,尤其關(guān)注創(chuàng)新的過程和產(chǎn)品。同時,負責任創(chuàng)新需要一定的前瞻性去預判其研究后果,由于預判需要對于產(chǎn)品本身具備深刻認知,因此,這種前瞻性有著高度的學科交叉特點,這也客觀上要求了參與者們來自各行各業(yè)。負責任創(chuàng)新的目標是確保研究和創(chuàng)新的積極成果,這在其描述中被很好地體現(xiàn)為“預期治理”。負責任創(chuàng)新中的“負責任”則以四維度體系展現(xiàn)了其理論模型和行為框架:“預測性,反思性,包容性和反饋性”。當然,這一定性描述也并非完美,不同國家的學者仍然給出了諸多不同的看法與描述,如美國學者戴維斯和拉斯就認為這僅僅是在歐洲語境下針對歐洲的價值觀所做的定義,所涵蓋內(nèi)容和前提條件也局限于歐洲。荷蘭學者范·德·霍文教授在回答“負責任創(chuàng)新”到底是什么時強調(diào):首先,創(chuàng)新需要針對世界上的一些重大問題,我們稱之為重大挑戰(zhàn)、千年目標,或者聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標,因為它們關(guān)系到人類的生存和發(fā)展,并且無處不在。其次,負責任創(chuàng)新要求我們必須非常嚴肅地對待這些重大問題,并且要確保把時間、精力和納稅人的錢用在做正確的事情上。這是其中一個方面。另一個方面就是倫理學家所主張的,我們所做的每件事——無論設(shè)計或發(fā)明,或者人與人之間的交往——都要考慮事情的后果,特別是對他人的影響[3]?？偟膩碚f,負責任創(chuàng)新是確?？茖W和創(chuàng)新過程是為了公眾利益而進行的,通過更廣泛地吸收可能直接受到新技術(shù)引進影響的更廣泛的利益攸關(guān)方參與,鼓勵更民主、公開決策的方法。

從技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)到產(chǎn)品的發(fā)布銷售中間往往需要大量時間,并且科學和技術(shù)進步的社會影響很難預測。歐洲制定的規(guī)范的錨點體現(xiàn)在產(chǎn)品維度上,并且體現(xiàn)為(倫理上)可接受:強制遵守《歐盟憲章》關(guān)于基本權(quán)利(隱私權(quán)等)的基本價值和歐盟規(guī)定的安全保護水平。

可持續(xù)是指促進歐盟的可持續(xù)發(fā)展目標。歐盟遵循1997年聯(lián)合國對可持續(xù)發(fā)展的“定義”,由經(jīng)濟、社會和環(huán)境三個相互依存的層面組成。社會可取性體現(xiàn)了《歐洲聯(lián)盟條約》中相關(guān)的更具體的規(guī)范性要點,如“生活質(zhì)量”“男女平等”等[2]。為何負責任創(chuàng)新的概念一經(jīng)提出就受到了廣泛的重視并且科技的發(fā)展必須要引入公眾的監(jiān)督和參與呢?其理論基礎(chǔ)和訴求正是當代一大批哲學家已經(jīng)認識到了技術(shù)非中立性和技術(shù)的政治性特征。就技術(shù)產(chǎn)品而言,技術(shù)價值中立論在學界中已不被大范圍認可。從現(xiàn)象學角度看,海德格爾認為技術(shù)作為生活世界與人的中介將人與世界按照特定的方式呈現(xiàn)。正是從這個角度出發(fā)的學者伊德繼承了海德格爾的現(xiàn)象學的方法并認識到技術(shù)品亦具有意向性,且該意向性允許技術(shù)產(chǎn)品引導人們旨向某種價值。同樣意識到該問題的技術(shù)哲學家溫納(Longdon Winner)早在1985年發(fā)表的著名文章《技術(shù)有政治性嗎》里就提到技術(shù)本身內(nèi)嵌了政治性。其研究表明,技術(shù)可以從工程設(shè)計階段植入一些價值偏好,并導致特定后果。一個例子就是當今資本在前期投入階段傾向于對于用戶群體進行習慣培養(yǎng)。因此,當今技術(shù)已然并非完全是中立的工具,其中部分技術(shù)本身有意或無意地已經(jīng)嵌入了某些特殊的價值偏好。負責任創(chuàng)新正是在這一背景下提出的,并且得到了廣泛的重視和實踐。

在社會科學領(lǐng)域,賀天平[4]、蘭立山[5]、吳國林[6]先后從哲學的視角對量子的理論、內(nèi)容、意義進行了反思,學者唐德龍、馬翔、廖思愛、丁堃和徐作圣[7]對歐美量子通信產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新政策進行了量化比較研究,并從供給面、環(huán)境面和需求面政策進行比較分析。

國外目前的量子技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了關(guān)于負責任創(chuàng)新的理論。自2010年初以來,歐洲正在進行負責任創(chuàng)新的制度化發(fā)展,人們越來越多地認同負責任創(chuàng)新理念(RRI)在社會中的反思作用,并且認為是研究資金投入和制定政策倡議環(huán)節(jié)所不可缺少的理論指導。20世紀90年代,歐洲就認識到量子信息處理和通信技術(shù)的重要意義和無限潛力,正是因為看到了其重要的戰(zhàn)略意義和商業(yè)價值等,歐盟發(fā)布了《歐洲研究與發(fā)展框架規(guī)劃》,并提出了發(fā)展量子信息技術(shù)的《歐洲量子科學技術(shù)》計劃以及《歐洲量子信息處理與通信》計劃。2016年的《量子宣言》[8]由歐盟委員會(European Commission)、荷蘭經(jīng)濟事務(wù)部(Dutch Ministry of Economic Affairs)、英國創(chuàng)新機構(gòu)(Innovate UK))和三位駐歐洲兩國(丹麥和德國)的學者起草[9]。呼吁歐盟成員國和歐盟委員會在量子技術(shù)領(lǐng)域發(fā)起一項10億歐元的旗艦規(guī)模計劃。宣言沒有明確提及負責任創(chuàng)新的概念,只是在“教育”的標題下討論了公眾參與負責任創(chuàng)新的核心要素;宣言建議開展一場向歐洲公民宣傳量子技術(shù)的運動,并與公眾廣泛接觸,以確定可能影響社會的問題?！皯?yīng)與產(chǎn)業(yè)界合作,充分釋放量子技術(shù)的創(chuàng)新潛力,從而加速其發(fā)展和被市場接受,以充分實現(xiàn)其有前景的經(jīng)濟和社會效益?！盵8]這里面談到了與工業(yè)界的合作才能產(chǎn)生利益,并認為是創(chuàng)新的動力。宣言中所建議的六項“關(guān)鍵活動”[8]中,只有兩項可以被解釋為對以民間組織或普通公眾為中心的負責任創(chuàng)新活動開放。這些建議是:建立“有利于量子技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)創(chuàng)造的生態(tài)系統(tǒng)”和“通過在科學,工程和商業(yè)的交叉點進行重點教育,在歐洲培養(yǎng)新一代的量子技術(shù)專業(yè)人員,并加強公眾對關(guān)鍵思想和能力的認識”[8]。這里更多強調(diào)的是交易和普及,而并非是通過民主的方式去共同討論。

2015年3月,量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會(QT SAB)公布了英國國家量子技術(shù)計劃(NQTPUK)的戰(zhàn)略[10]。量子技術(shù)的社會和經(jīng)濟機遇的實現(xiàn)需要早期與英國社會的廣泛參與,以及“在早期階段與廣泛的利益相關(guān)者”的主動參與[11]。這里的主張是,這不僅能使創(chuàng)新得到負責任地推動,還能確保量子技術(shù)的商業(yè)可行性,并促進建立有效的監(jiān)管和標準制度。在該計劃的負責任的研究和創(chuàng)新小節(jié)中,負責任創(chuàng)新通過“在創(chuàng)新過程的早期階段,廣泛的利益相關(guān)者之間的雙向討論”,“促進符合社會需要和符合公眾利益的科學和創(chuàng)新”[11]。根據(jù)量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會的說法,負責任創(chuàng)新“有可能通過激發(fā)創(chuàng)造力來豐富過程,提高商業(yè)成功的機會”,為標準化、監(jiān)管和治理提供信息,并“最終使開發(fā)的產(chǎn)品更有可能被公眾接受”[11]。量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會對英國量子技術(shù)制定了如下的一個發(fā)展前景規(guī)劃;“建立一個政府、工業(yè)界和學術(shù)界協(xié)調(diào)一致的量子技術(shù)社區(qū),使英國在新興的數(shù)十億英鎊的量子技術(shù)市場中處于世界領(lǐng)先地位,并大幅提升一些以英國為基地的最大產(chǎn)業(yè)的價值。愿景不僅是發(fā)展和壯大量子技術(shù)產(chǎn)業(yè),而且要確保量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)始終深深扎根于英國,并為整個社會帶來長期利益”[11]。因此,英國的國家戰(zhàn)略文件比歐洲的量子宣言在更多的地方提到了社會和公眾參與。

德國的國家科學院研究所和德國科學與人文科學院聯(lián)盟在2015年的報告中強調(diào),量子技術(shù)本質(zhì)上是跨學科的研究和發(fā)展領(lǐng)域,但能夠建立在德國悠久的研究傳統(tǒng)之上。德國的報告確定了技術(shù)影響評估的兩種模式。一種是傳統(tǒng)的專家模式,另一種就是參與模式,它假設(shè)了僅憑知識標準不能回答關(guān)于預估的效益與伴隨的消極后果。在后一種模式中,在未來用戶和法律決策委員會的參與下處理質(zhì)量和規(guī)范方面的問題。有人指出,輿論調(diào)查表明,未知的東西很快就被視為不可估量,并與過多的風險聯(lián)系在一起,但一旦出現(xiàn)對用戶的明確利益,對新技術(shù)的基本態(tài)度就會發(fā)生重大變化。目標應(yīng)當是發(fā)起關(guān)于機會和期望以及風險和知識差距的建設(shè)性討論。為此,應(yīng)建立以促進對話為重點的平臺,鼓勵公開討論和分享知識以及量子技術(shù)的最新發(fā)展。除了單純的技術(shù)知識交流之外,還應(yīng)考慮各種選擇,如旨在進行討論而不限于介紹的網(wǎng)絡(luò)形式、具有評論功能的專家博客、具有信息內(nèi)容和討論論壇的中央網(wǎng)站、實踐展覽和參觀實驗室(包括巡回展覽)。

2018年12月,特朗普簽署《國家量子倡議法案》,該法案在國會獲得了兩黨的大力支持,隨即便通過并成為正式法律文件。該法案指示“NIST、NSF和DOE與學術(shù)機構(gòu)及私營企業(yè)合作,主要通過形成NQI來推動QIST的增長。NQI希望遵循‘科學第一’的方法,刺激學術(shù)界,政府實驗室和工業(yè)界的新技術(shù)開發(fā)和使用。在其他國家走上類似的道路時,這一辦法將使跨國合作成為可能”[12]。美國通過成立國家量子協(xié)調(diào)辦公室這一機構(gòu),用以協(xié)調(diào)政府機構(gòu)、學術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同合作。

2020年2月,美國白宮網(wǎng)站發(fā)布一份《美國量子網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略構(gòu)想》,提出美國將開辟量子互聯(lián)網(wǎng),確保量子信息科學(QIS)惠及大眾[13]。隨著量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域逐漸成熟,美國必將新型量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和金融安全、醫(yī)患隱私、藥物發(fā)現(xiàn)以及新材料的設(shè)計和制造等重要領(lǐng)域相結(jié)合發(fā)展,以此增加人們對科技的認知并使人類在此技術(shù)發(fā)展中受益。

二、 量子科技產(chǎn)業(yè)“負責任創(chuàng)新”的必要性

量子科技產(chǎn)業(yè)的崛起與快速發(fā)展必將引發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的大量創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)格局的迅速轉(zhuǎn)變等連鎖反應(yīng),而當下量子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)主要集中在網(wǎng)絡(luò)安全、社會風險、交叉學科與產(chǎn)業(yè)、國防風險和量子產(chǎn)業(yè)相關(guān)交叉學科培養(yǎng)體系等方面。

1. 量子科技下的未來網(wǎng)絡(luò)安全問題

受制于量子計算的嚴峻挑戰(zhàn),目前只能用量子安全(quantum safe)去應(yīng)對未來的來自量子計算的可能性攻擊。衡量密碼安全性即為解密的資源消耗量,其中最重要的就是解密時長,安全性最終量化為計算復雜度,量子密碼依舊是以數(shù)學問題為依托的密碼技術(shù)。基于未來的數(shù)據(jù)安全目標的需求,開發(fā)既能抵御量子計算機又能抵御經(jīng)典計算機的安全密碼系統(tǒng),且能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議協(xié)同工作,這是一項結(jié)合經(jīng)典計算與通信和量子計算技術(shù)的大工程。如果考慮更進一步的安全性,傳輸過程仍然具備天然風險,這種從反竊聽問題入手,一種“硬件保密”的密送方式或許可以解決。量子安全通信以量子不可復制性為依托,最具代表的技術(shù)是量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)。量子密鑰分發(fā)技術(shù)具備信息論安全性,主要圍繞其硬件上不可攻擊和竊取感知能力,保證了其信息從源頭上屏蔽了算法的影響,即是密碼學領(lǐng)域的“無條件安全”。在設(shè)備完備安全的情況下,量子密鑰分發(fā)技術(shù)結(jié)合“一次一密”,即可實現(xiàn)更強的硬件安全?！?020量子安全技術(shù)白皮書》顯示,目前的國內(nèi)外已經(jīng)形成以量子密鑰分發(fā)技術(shù)為核心的較為完整的量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈[14]。目前國內(nèi)從事量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)硬件的代表性企業(yè),包括已經(jīng)在科創(chuàng)板上市的科大國盾量子、安徽問天量子、上海循態(tài)量子科技等。國際上有瑞士的IDQuantique公司、德國的InfiniQuant公司、美國的MagiQ等公司以及英國的東芝歐洲研究有限公司等。此外,許多大型公司也有活躍的量子密鑰分發(fā)技術(shù)研發(fā)小組,例如日本NTT、NEC、富士通、三菱電機等?！?020量子安全技術(shù)白皮書》就量子安全技術(shù)發(fā)展、標準化推進、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提出了立場。而最終結(jié)合經(jīng)典計算與量子計算、經(jīng)典通信與量子通信的綜合型信息網(wǎng)絡(luò),成為未來信息技術(shù)的基礎(chǔ)框架。

2. 量子技術(shù)的發(fā)展導致社會風險增強問題

未來以量子人工智能技術(shù)為代表的新型算法方向,一方面,理論上仍會沿用傳統(tǒng)的量子計算思想進行原有加速以及新算法開發(fā);另一方面,隨著量子模擬和通用量子計算機硬件技術(shù)的突破,量子人工智能能夠進行有效的實際計算。這使得更多原有不可解問題得到算法上的突破從而變成可解問題,這些問題中,一個最為普遍的就是對于化學與生物合成技術(shù)的模擬和人工智能預期,在惠及生物醫(yī)藥、高分子合成產(chǎn)業(yè)的同時,這也將導致大量新型微生物出現(xiàn)以及大面積人工合成病毒方案的低成本高速率生成,這都將成為新技術(shù)下的“雙刃劍”難題。

量子計算當前所攻堅內(nèi)容對標于經(jīng)典信息學是屬于最基礎(chǔ)的理論方向,這一方向?qū)τ趹?yīng)用層面的惠及面非常廣,如排序、搜索、規(guī)劃路徑等基礎(chǔ)算法,實現(xiàn)突破后會波及長鏈應(yīng)用場景,而那些由于信息不對稱所造成的損失,是難以估量的。如量子計算領(lǐng)域非常經(jīng)典的案例,量子Shor算法加速了大因數(shù)分解問題,這直接威脅到了現(xiàn)用的公共秘鑰系統(tǒng)?，F(xiàn)在廣泛使用的數(shù)據(jù)加密系統(tǒng),都是利用了大數(shù)因子分解耗時長,而使用大數(shù)相乘加密的公共秘鑰方案,因此,量子算法的這一突破,直接導致原有公鑰系統(tǒng)的安全性大大降級,基礎(chǔ)變革帶來整個上層建筑的架構(gòu)震動,這在未來會造成不同國家和地區(qū)之間科技勢差所帶來的社會生產(chǎn)生活的一系列問題與動蕩。

3. 量子科技產(chǎn)業(yè)下更多交叉學科與產(chǎn)業(yè)問題

與傳統(tǒng)科學與技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)相比,以量子科技為代表的新興科技不僅具備了在科研方面的多學科交叉的特點,同樣在技術(shù)實踐過程中具有多領(lǐng)域交叉使用的新特征。微觀物理特性所帶來的加工手段尖端、工作環(huán)境極端、測量手段高端等一系列頂級需求,使得從這一需求點出發(fā),能夠帶動長且寬泛的鏈條影響,對于我國科技創(chuàng)新有非常重要的意義,能夠有效推動高端技術(shù)發(fā)展,擴大新興需求,最終達到提升整體技術(shù)等級的目標。以超導量子計算為例,芯片加工涉及半導體工藝制造,量子比特測控需要高精密微波手段,運行環(huán)境需要在穩(wěn)定極低溫條件,這些都能夠促進其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

這種多學科、多技術(shù)交叉特性,是一種歷史發(fā)展的必然。隨著科技發(fā)展,科技復雜度本身就在不斷攀升,回看近代科學與技術(shù)發(fā)展的起點,都是非常初期且簡單的,如基礎(chǔ)物理模型、機械技術(shù)工具、電子產(chǎn)品設(shè)備等,幾十年甚至十幾年的對比變化都是非常明顯的。在傳統(tǒng)新學科、新技術(shù)發(fā)展逐漸飽和的現(xiàn)實情況下,多學科交叉探索創(chuàng)新,則是一種實現(xiàn)科技繼續(xù)前進的有效手段,而在未來,可期待的技術(shù)復雜度只會更加提升。

4. 技術(shù)代差引入的國防風險問題

量子科技產(chǎn)業(yè)代差會帶來巨大的國防風險。Shor算法從理論上降速大因數(shù)分解問題,本身就使得當前公鑰系統(tǒng)受到?jīng)_擊,這同時動搖了基礎(chǔ)通信行業(yè)的原有模式。隨著技術(shù)逐步推進,測量精度也不斷突破極限,同時更多的測量手段也在不斷產(chǎn)生,這都直接影響著國防實力。傳統(tǒng)時期,民生與國防所涉及的技術(shù)分離度較高,這主要受應(yīng)用場景所限,由于民用與軍用的場景相去甚遠,使得諸如機械構(gòu)造、功能設(shè)計等方面差異性較大;而當兩方都向高精密需求方向發(fā)展后,逐步會在技術(shù)本身相交,使得越來越多的技術(shù)能夠同時應(yīng)用于民生與國防,如無人機技術(shù)既可以用來航拍,也能夠用于偵察,量子算法既能夠處理物理問題,也能夠加速通信攻擊,精密計時(量子精密測量范疇)既能夠協(xié)助確定行星位置與距離,也能夠同步通信衛(wèi)星進行宇航定位。諸如此類的軍民交叉應(yīng)用在未來也會越來越多,這導致了大量民用市場領(lǐng)域直接或間接影響軍用技術(shù),進行同步發(fā)展。這種情況下,如果哪一方形成技術(shù)代差,會導致國家之間相對國防實力的迅速波動,增加了國際社會的安全風險。

5. 量子科技產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系沖擊問題

一切科學技術(shù)的基礎(chǔ)都要靠人才,量子技術(shù)正是由于多學科交叉、新興等一系列特征,導致其人才培養(yǎng)的體系也要與時俱進。傳統(tǒng)教育系統(tǒng)的明確專業(yè)培養(yǎng)模式,越來越不適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展需要,目前國內(nèi)已有諸多重點大學開始探索通識教育方式,注重對于多學科的通識認知培養(yǎng),以適應(yīng)未來科學技術(shù)領(lǐng)域的人才需求。另一方面,多學科交叉客觀上會導致科技人才培養(yǎng)年限進一步延長,尤其是本科階段,對于整個更宏觀大類的學科領(lǐng)域進行更長時間的瀏覽式學習,如何平衡高校與企業(yè)培養(yǎng)職能,如何制定個人與社會負擔培養(yǎng)成本的分配,都是需要全面評價與思考的問題。

三、 我國量子科技產(chǎn)業(yè)“負責任創(chuàng)新”的發(fā)展之道

量子科技產(chǎn)業(yè)事關(guān)國家安全和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展,從負責任創(chuàng)新的角度解讀中央政治局第二十四次集體學習講話,我們可以總結(jié)出中國量子科技的“負責任創(chuàng)新”的發(fā)展理念。

1. 促進量子科技科學家與工程師道德責任的建立和人才教育培養(yǎng)

量子科技發(fā)展推動者和研究者是由科學家和工程師等技術(shù)人員構(gòu)成的,他們決定著量子科技的發(fā)展與未來。如何構(gòu)建合格且負責任的研究隊伍呢?

負責任創(chuàng)新的角度將道德責任分為前瞻性責任和回溯性責任。簡單來說前瞻性責任就是量子科技在研究與創(chuàng)新之前科學家與工程師就應(yīng)思考并承擔的責任,而回溯性責任是量子科技在應(yīng)用之后出現(xiàn)錯誤或負面影響時科學家與工程師應(yīng)承擔的責任。負責任創(chuàng)新的建立就是要使量子科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新接受倫理道德的制約,促使量子科技邁向使有益于人類的方向發(fā)展。習近平總書記指出:“要建立以信任為前提的頂尖科學家負責制,給他們充分的人財物自主權(quán)和技術(shù)路線決定權(quán),鼓勵優(yōu)秀青年人才勇挑重擔?！盵1]這為在量子科技領(lǐng)域創(chuàng)新管理體制和科研組織機制提供了遵循,既強調(diào)了量子科技領(lǐng)域的科學家自主性與前瞻性責任,又包含了績效考核等回溯性責任?？偟膩碚f,我國量子科技領(lǐng)域的創(chuàng)新需要更多鼓勵科研人員創(chuàng)新的同時更好地優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài),強化科研誠信建設(shè),健全科技倫理體系,培養(yǎng)合格創(chuàng)新人才,建立長效機制。

2. 加強量子科技產(chǎn)業(yè)的倫理設(shè)計

量子科技的倫理設(shè)計是量子科技“負責任創(chuàng)新”的發(fā)展方向之一。量子計算機所具有的能力及其潛力已經(jīng)讓一些研究者在興奮的同時又產(chǎn)生了些許擔憂,尤其在量子安全密碼領(lǐng)域,美國國家標準與技術(shù)研究所已經(jīng)著手制定量子安全密碼學的標準,并且已經(jīng)有公司在起草安全白皮書。圍繞量子計算開發(fā)道德框架應(yīng)該是一項多學科的項目,該負責人表示:對于該行業(yè)來說,這是一個合適的時機,至少可以支持那些能夠構(gòu)建道德框架的思想家。我國同樣意識到量子科技倫理設(shè)計的重要性。例如,2020年12月15日中國信息協(xié)會量子信息分會在南京舉辦了“2020量子安全應(yīng)用開發(fā)論壇”,并且發(fā)布了《2020量子安全技術(shù)白皮書》,這是國內(nèi)首份量子安全白皮書。文件中提到了密碼技術(shù)和安全性防御性等問題,并強調(diào)了量子安全技術(shù)制定標準的必要性。密碼是信息安全的基礎(chǔ)、核心和支撐,密碼技術(shù)為信息安全提供了服務(wù),量子安全是指在面對量子計算的威脅時也能保障其信息安全,其緊迫性和重要性不言而喻。因此,不僅是量子計算領(lǐng)域而是量子科技的各個方面和各個領(lǐng)域中都要體現(xiàn)其倫理設(shè)計的理念。而圍繞量子科技的倫理設(shè)計更需要負責任創(chuàng)新理念中的多元主體共同協(xié)商和制定,既要考慮產(chǎn)品的效用又要考慮社會整體產(chǎn)生的影響,這樣才能更好地造福全社會。

3. 重視量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策與引導

相較于美國白宮發(fā)布的“NSTC建議美國打造政產(chǎn)研通力合作基礎(chǔ),采用全政府方法推進量子信息研究”[15],我國政府支持并發(fā)布了一系列的產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃指導文件。早在2016年7月發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確提出要設(shè)立“量子通信與量子計算機”重大科技項目,研發(fā)大領(lǐng)域空間的量子通信技術(shù),并研制通用量子計算原型機和實用化量子模擬機。根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃發(fā)展綱要,至2030年,我國力爭在量子通信與量子計算取得率先突破。根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃,2016年至2019年,我國的量子研究經(jīng)費達到約3.37億美元。在此期間啟動的重大項目包括量子控制和量子信息國家重點研究開發(fā)項目。量子科技的發(fā)展急需加強各種相關(guān)制度保障,科學家的社會行為和科學的技術(shù)應(yīng)用應(yīng)該被相關(guān)制度保障。2020年3月,科技部發(fā)布《關(guān)于科技創(chuàng)新支撐復工復產(chǎn)和經(jīng)濟平穩(wěn)運行的若干措施》極力支持量子通信重大科技項目,促進科技成果的商業(yè)轉(zhuǎn)化,培育創(chuàng)新型企業(yè),重視高科技產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài),增強經(jīng)濟發(fā)展原動力。中共中央政治局高度重視量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并于2020年10月16日進行了集體學習,政治局會議指出將要更好更快地推進量子科技發(fā)展,強調(diào)了量子科技的發(fā)展方向和科技人才的責任。“十四五”規(guī)劃明確將量子信息技術(shù)作為科技前沿領(lǐng)域進行攻關(guān),強調(diào)了激發(fā)人才的創(chuàng)新活力并要完善科技創(chuàng)新體制機制等問題。

4. 推進量子科技產(chǎn)業(yè)的跨學科合作與多元主體協(xié)商及參與

中國量子科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展由政府主導下的科學家和工程師等群體來制定政策,而如何征集民眾的意見與想法尚未進入考察與決策視域之中。但是量子科技的產(chǎn)品終將會被應(yīng)用于普通民眾的生產(chǎn)生活中,這就要求科學家要如實公開相關(guān)信息,進行公眾討論。正如卡普蘭呼吁的:“關(guān)于誰應(yīng)當為設(shè)立社會價值和目標負責的問題提了出來。對我來說,似乎明顯和必要的是,這個過程應(yīng)該包括所有的社會部門;事實上,這些爭端應(yīng)該主要通過公眾討論獲得解決。不管在追求這樣的路線中固有的困難?！盵16]這樣一來,加強科技領(lǐng)域的民眾的科普教育甚至參與就顯得十分必要。

習近平總書記講到量子科技國家戰(zhàn)略布局時強調(diào)了要在組織實施長周期重大項目中加強頂層設(shè)計和前瞻布局,加強多學科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新,形成我國量子科技發(fā)展的體系化能力。國家實驗室這一平臺和形式在一定程度上滿足了多學科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新的需求,量子科技產(chǎn)業(yè)的長遠健康發(fā)展,就是要將統(tǒng)籌人才、基地、項目現(xiàn)實的結(jié)合起來實現(xiàn)合力創(chuàng)新。此外,要提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没⒐こ袒D(zhuǎn)化的速度和效率,積極吸納企業(yè)參與量子科技發(fā)展,帶動地方、企業(yè)、社會加大投入力度?？萍脊镜馁Y本投入對高端人才產(chǎn)生了較大的吸引優(yōu)勢,并且能夠?qū)⒖萍汲晒玫赝度胧袌?與科研經(jīng)費形成互補優(yōu)勢,更好地為量子科技創(chuàng)新貢獻力量。美國在吸引企業(yè)科研投入方面一直做的較為領(lǐng)先,諸多美國企業(yè)看到了量子科技產(chǎn)業(yè)的潛力,越來越多的高科技公司開始了長期的規(guī)劃投入,如在量子科技領(lǐng)域投入較多的就有谷歌、微軟、IBM、英特爾等大型公司。2019年10月,谷歌的量子技術(shù)機的“量子優(yōu)越性”在某些任務(wù)上大大超越了經(jīng)典計算機的算力。量子科技在目前具體應(yīng)用發(fā)展較為突出的包括量子通信、量子計算和量子精密測量三大領(lǐng)域。在量子通信領(lǐng)域,從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用角度來看,我國已處于國際領(lǐng)先地位[17]。一方面要攻克包括量子中繼、量子糾纏源等一系列下一代量子通信核心技術(shù)點,進一步擴大領(lǐng)先優(yōu)勢;另一方面需要和用戶部門密切配合,特別是在安全性測評的基礎(chǔ)上推進標準體系的建立[18],進而推廣在國防、政務(wù)、金融等領(lǐng)域的應(yīng)用,將研究的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢,從根源上建立我國的科技優(yōu)勢地位。在量子計算領(lǐng)域,我國整體上與發(fā)達國家處于同一水平[19]。隨著量子計算科技的蓬勃發(fā)展,國家科研經(jīng)費的支持是必要的,但是要想讓量子計算科技更快地服務(wù)大眾,也需要進一步引導和鼓勵社會企業(yè)等的投入。同時也需要潛在的用戶部門提前布局,與相關(guān)科研機構(gòu)合作探索量子計算在近期和中遠期的應(yīng)用方式,如相關(guān)的量子軟硬件的開發(fā)等。而在量子精密測量領(lǐng)域[20],我國整體發(fā)展水平尚存在差距,尤其是對比西方發(fā)達國家在這一領(lǐng)域的迅猛發(fā)展與大量的科技壁壘。這一領(lǐng)域的發(fā)展同時影響著未來其他重要科技領(lǐng)域的發(fā)展,如導航、醫(yī)學檢驗、科學研究、軍事國防等領(lǐng)域?qū)罅啃枰孔泳軠y量相關(guān)的科技,所以為了早日實現(xiàn)量子精密測量關(guān)鍵技術(shù)突破,急需在建立高水平聯(lián)合平臺的基礎(chǔ)上,努力實現(xiàn)一批重要量子精密測量設(shè)備的研制與開發(fā)。我國量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展毫無疑問需要跨學科的合作并且從未來的長遠發(fā)展利益角度看必然需要多元主體共同參與。

近些年,世界各國都在攻堅量子科技這一前沿領(lǐng)域,在面對國家間的科技競爭的同時,不但要穩(wěn)固我國在這一領(lǐng)域已取得的領(lǐng)先地位,保持在新一輪量子革命中占得先機,又要秉持“負責任創(chuàng)新”的理念,將量子科技創(chuàng)新本著負責任的態(tài)度為人類社會服務(wù),以此為目標深化量子科技行業(yè)的體制機制創(chuàng)新,凝聚培養(yǎng)世界一流的科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新人才群體,形成我國量子科技發(fā)展的體系化能力。

四、 結(jié) 語

量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會將人類社會的潛能推向無限可能的未來。隨著量子科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,其作為人類當下科技的重要發(fā)展方向,毫無疑問其科技成果將影響人類社會的發(fā)展,為人類帶來更多的可能和挑戰(zhàn)。探討量子科技產(chǎn)業(yè)的“負責任創(chuàng)新”在當下顯得十分重要?？萍嫉陌l(fā)展對整個人類社會的推動和影響與日俱增,科技創(chuàng)新主體要特別防范科技創(chuàng)新過程中的風險和負效應(yīng)[21],“科學家應(yīng)該及時地把科學研究進展的情況和可能引起的危險告知公眾,以促進審慎的選擇,而不能讓公眾被動地接受既成的事實”[22]。量子科技的負責任創(chuàng)新注重以前瞻性的方式對量子科技創(chuàng)新進行全面評估,思考量子科技在現(xiàn)實社會應(yīng)用中形成的后果和影響,在科技創(chuàng)新實踐中達成合乎道德的決策和行動,既要有專家學者的頂層設(shè)計,又要考慮惠及普通群眾的實際利益需求,也要考慮更多的企業(yè)等不同團體為發(fā)展量子科技貢獻力量并獲得合理的利益回報,確保量子科技的安全和有益的發(fā)展和使用,促進量子科技產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展從而助力人類社會的發(fā)展。