齊冠鈞 尹政平 馬培武 劉牧茜

【摘要】以量子技術(shù)為代表的新質(zhì)生產(chǎn)力寫入今年的政府工作報告，并被列為2024年十大工作任務(wù)的首位，引發(fā)了業(yè)界的關(guān)注。2024年2月2日，ICV TA&K發(fā)布了一份《GFII：全球未來產(chǎn)業(yè)指數(shù)》，得到了WIPO、OECD和IRENA等知名組織的支持，其中涉及許多新的概念、技術(shù)和領(lǐng)域，包括量子技術(shù)、人工智能、人形機器人等，針對這一趨勢，全球各國都制定了政策，提供了更多的資源和支持，量子技術(shù)人工智能人形機器人等關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展顯著地塑造了工業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)動態(tài)和全球競爭力。在重大技術(shù)創(chuàng)新之后，未來產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)，擾亂現(xiàn)有市場，形成新的需求，影響政策制定，進而重新定義經(jīng)濟和社會結(jié)構(gòu)。近年來，以量子技術(shù)為代表的未來產(chǎn)業(yè)已成為世界主要國家新的競爭前沿，各國都在積極規(guī)劃未來該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，文章以量子技術(shù)為切入點，充分梳理中國、美國、歐盟、日本、韓國各國所公布該領(lǐng)域的有關(guān)政策及發(fā)展態(tài)勢，從中觀察全球量子技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】新質(zhì)生產(chǎn)力；量子技術(shù)；量子運算；通訊技術(shù)

【中圖分類號】F124；O413

量子技術(shù)作為新質(zhì)生產(chǎn)力中未來產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在政府工作報告中被兩次提及，在2023年工作回顧中提到：“量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，肯定了產(chǎn)業(yè)取得的成績”。在制定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提到：“開辟量子技術(shù)等新賽道”。2024年量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新有望繼續(xù)獲得政策支持，由此可見，在未來的一段時間內(nèi)，以量子技術(shù)為代表的新質(zhì)生產(chǎn)力無疑會受到全球的矚目。

一、全球量子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

量子信息是一種基于量子力學基本原理的新型信息傳輸方法，它涉及利用量子系統(tǒng)的相關(guān)特性進行信息的計算、編碼和傳輸。量子技術(shù)將在包括航空航天、國防、汽車、化工、金融和制藥在內(nèi)的各個行業(yè)取得突破。從全球芯片競賽戰(zhàn)線延伸，伴隨科技產(chǎn)業(yè)鏈重組，臺面上美國、中國、歐盟、日本等經(jīng)濟體，皆以電動車、半導(dǎo)體為名，建構(gòu)產(chǎn)業(yè)競爭力。而量子科技則成為各國的“鉆石王牌”，躍升為國家核心戰(zhàn)略目標，投入龐大資源研究發(fā)展，暗自搶占未來“量子時代”的有利地位。依照法國市場調(diào)研機構(gòu)Yole Group解讀，量子科技藉著量子運算、感測、加密應(yīng)用，在2030年達成30億美元市場規(guī)模，可想而知各國搶占量子藍海的驅(qū)動力。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球已有16個國家將量子科技列入國家發(fā)展戰(zhàn)略計劃，從2021年以來，陸續(xù)投入246億美元預(yù)算，且研發(fā)資源愈滾愈大。面對虛擬未知的量子世界，美國波士頓顧問公司（BCG）預(yù)測，量子運算將會在2040年帶來8500億美元的獲利，但各國之所以愿意大手筆投資，可視為對計算機、半導(dǎo)體、醫(yī)療、能源產(chǎn)業(yè)的布局野心，但實際上，還有其他考量。

以全球量子技術(shù)領(lǐng)域排名，中國、日本、歐盟、美國、韓國分別占據(jù)前5強。全球研調(diào)權(quán)威麥肯錫調(diào)查指出，中國在10年內(nèi)，取得5161件量子研發(fā)專利，遠遠超越美國的2401件，顯見量子爭霸的激烈。在中美互不相讓的量子競賽中，英國、德國、法國、印度等國也陸續(xù)推動超過10億美元的研發(fā)計劃，量子科技百家爭鳴。

二、各國量子技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

全球科技產(chǎn)業(yè)極具指標性的市場調(diào)查機構(gòu)“集邦科技”（TrendForce）預(yù)估，2023年全球量子市場已達到7.2億美元規(guī)模，主要由中國、美國占據(jù)領(lǐng)先地位，初步在軟件、演算速度測試領(lǐng)域略有收獲進展。而要邁向下一階段成長，逐年都以超過20%成長幅度擴大量子市場規(guī)模。TrendForce甚至明確指出，量子市場成長最大推動力，將來自于中國。

（一）中國：量子專利領(lǐng)先

2023年10月，中國公開一項重大成果，中國科學院（Chinese Academy of Sciences）研制的量子計算機原型機“九章三號”問世，演算特定解決方案的速度，領(lǐng)先Google量子計算機原型機演算速度達100億倍，而登上國際學術(shù)期刊《科學》（Science）版面。

這項突破進展，可回溯至中國的發(fā)展綱要，首次在2016年“十三五”倡議量子藍圖，并在“十四五”規(guī)劃重申第一優(yōu)先要務(wù)，是發(fā)展量子運算、量子通訊技術(shù)涵蓋制藥研發(fā)、能源材料及國防安全；量子領(lǐng)域累計投資金額突破150億美元，目標在2025年將量子技術(shù)落地AI、半導(dǎo)體、航天研究等領(lǐng)域。而“九章三號”的橫空出現(xiàn)，等于宣示其握有的量子實力。中科院成功構(gòu)建255個光子的量子計算原型機“九章三號”，刷新光量子信息的技術(shù)水平和量子計算優(yōu)越性的世界紀錄。從此，中國對于量子應(yīng)用有更精準的目標。中國全國量子計算與測量標準化技術(shù)委員會（SAC/TC 578）還正式發(fā)布“量子計算術(shù)語和定義”（GB/T 42565-2023），以國家標準層級，規(guī)范量子計算通用基礎(chǔ)、硬件、軟件及應(yīng)用方面相關(guān)技術(shù)標準，為技術(shù)研究人員、企業(yè)、潛在客戶建立共同語言。此舉不僅是為量子應(yīng)用奠定產(chǎn)業(yè)標準化基礎(chǔ)，利于日后量子技術(shù)兼容互通，反復(fù)推敲，不難發(fā)現(xiàn)中國有意識爭奪“量子領(lǐng)先地位”的話語權(quán)?，F(xiàn)階段通過制定產(chǎn)業(yè)標準，構(gòu)筑國家量子信息技術(shù)標準體系，全力打造國家級“量子+”示范應(yīng)用基地，繼續(xù)推動產(chǎn)業(yè)化。甚至，中國有意在2030年前，實現(xiàn)“衛(wèi)星量子加密通訊”理想。

（二）美國：量子新創(chuàng)商務(wù)應(yīng)用

對美國而言，量子競賽是一場不能輸?shù)膽?zhàn)役，更急于統(tǒng)一量子戰(zhàn)略。美國白宮國家科學技術(shù)委員會（NSTC）發(fā)布了“量子信息科學的國家戰(zhàn)略概述”（National Strategic Overview for Quantum Information Science），率先投入2.18億美元執(zhí)行量子信息科學研究。接著通過“國家量子倡議法案”（National Quantum Initiative Act），在2023年前投入13億美元扶植量子發(fā)展。美國當局動作頻頻，很明顯是想加速量子系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)腳步，包括量子計算機軟硬件、量子運算、量子新材料合成技術(shù)，在量子科學應(yīng)用落地搶下決勝的第一步。在“量子信息科學的國家戰(zhàn)略概述”中，定調(diào)美國將全力發(fā)展量子感測、量子運算、量子網(wǎng)絡(luò)、量子硬件等四大研究基礎(chǔ)，同時有6大政策目標：即采取科學優(yōu)先策略、培養(yǎng)量子科學未來人才、深化與量子產(chǎn)業(yè)合作、創(chuàng)造關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、維護國家安全和經(jīng)濟增長、增加國際合作。

可以想象，美國積極投資、制定策略，趕在量子計算機真正商業(yè)化前，再次奮力急起直追，期待能憑借核心材料、研究質(zhì)量和新創(chuàng)技術(shù)等既有優(yōu)勢，在量子戰(zhàn)中一決勝負。

（三）歐盟：泛歐量子計算機聯(lián)網(wǎng)全面布局

當全球彌漫量子爭霸氛圍，歐盟也不能置身事外。早在2013年，英國政府就宣布將在此后5年內(nèi)投資2.7億英鎊，加速量子技術(shù)的商業(yè)化進程。2015年，英國發(fā)布了《英國量子技術(shù)路線圖》。2016年，《量子技術(shù)：時代機會》報告認為，人類正處在第二次量子革命的前夜，選定了原子鐘、量子成像、量子傳感器和測量、量子計算和模擬以及量子通信作為五大重點研發(fā)領(lǐng)域。英國政府首席科學顧問馬克 沃爾帕特表示，這些領(lǐng)域“具有生產(chǎn)新產(chǎn)品和服務(wù)的潛力與價值”。歐盟11國亦在2018年簽署通過“歐洲量子技術(shù)宣言”（Quantum. Manifesto A New Era Of Technology），包括法國、比利時、克羅地亞、希臘、芬蘭、斯洛伐克、斯洛文尼亞、捷克、馬耳他、愛沙尼亞和西班牙都在這量子生態(tài)圈的核心。而隨著量子計算機應(yīng)用蔚為競賽重點，歐盟在2022年10月更發(fā)表“高速計算機公私部門聯(lián)合開發(fā)倡議”（EuroHPC JU），投入1億歐元，推行“量子旗艦計劃”，標定在捷克、德國、西班牙、法國、意大利與波蘭作為設(shè)置歐洲量子計算機基地，牽成“泛歐量子計算機聯(lián)網(wǎng)”，跨域規(guī)模相當可觀。

在歐盟執(zhí)委會的構(gòu)想里，泛歐量子計算機聯(lián)網(wǎng)布局6座歐洲重要城市，主要是對準歐洲工業(yè)、科技產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求，加速量子計算機演算接軌產(chǎn)業(yè)服務(wù)。更深入來說，首要目標是協(xié)助歐洲主導(dǎo)的氣候變遷任務(wù)，而能廣泛應(yīng)用在能源材料發(fā)展。立足泛歐量子計算機聯(lián)網(wǎng)之巔，眺望歐盟“數(shù)字十年”（Digital Decade）的企圖心，是實現(xiàn)歐洲量子計算機從軟硬件、資金、技術(shù)都百分之百“歐洲制造”，才有足夠信心宣示歐洲的量子競爭力，在通訊、感測、計算機及模擬器等應(yīng)用領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢。歐盟“數(shù)字十年”計劃，是實現(xiàn)歐洲量子計算機從軟硬件、資金、技術(shù)都百分之百“歐洲制造”，宣示歐洲的量子競爭力，在通訊、感測、計算機及模擬器等應(yīng)用領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢。歐盟的歐洲量子技術(shù)宣言跨度至2035年，在支持量子科技研究發(fā)展之余，更進一步重視創(chuàng)造體質(zhì)健康的量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。因此，歐盟也追趕美中步伐，發(fā)表一套量子標準“Supporting Quantum Technologies beyond H2020”，在泛歐量子計算機聯(lián)網(wǎng)的幅員里，自訂產(chǎn)業(yè)遵循依據(jù)。

（四）日本：務(wù)實落地產(chǎn)業(yè)

眼看全球量子戰(zhàn)還勝負未決，在亞洲量子領(lǐng)域算是起步早的日本，不甘量子計算機應(yīng)用被超車，決定在2020年推動量子技術(shù)創(chuàng)新策略，陸續(xù)投入超過10億美元，發(fā)展“量子計算機國產(chǎn)化”，擴大與民間企業(yè)廣泛合作，試圖將量子計算機應(yīng)用落地于工業(yè)制造、物流交通、金融等領(lǐng)域。

現(xiàn)階段，日本豐田汽車、日立、日本電信已允諾加入量子戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)革命聯(lián)盟，日本電器廠商富士通、NEC也努力開發(fā)量子應(yīng)用，而三菱光學則投入研究，在量子演算的龐大排列組合中，優(yōu)化鋰空氣電池、鋰離子電池蓄電量解決方案。上述種種可以窺見，日本量子技術(shù)直接對應(yīng)材料、化學、汽車產(chǎn)業(yè)的影響力，欲在務(wù)實產(chǎn)業(yè)面超車國際競爭局面。

在日本量子“產(chǎn)業(yè)先行”的概念下，東京大學主導(dǎo)與豐田、日立制作所、東芝（TOSHIBA）、索尼集團（SONY）等企業(yè)先驅(qū)，共同組成“量子創(chuàng)新倡議協(xié)議會”，引進量子計算機，陸續(xù)嘗試接軌不同領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。日本積極發(fā)展“量子計算機國產(chǎn)化”，擴大與民間企業(yè)廣泛合作，試圖將量子計算機應(yīng)用于工業(yè)制造、物流交通、金融等領(lǐng)域。

（五）韓國：接軌國際量子合作

至于韓國，目前在全球量子市場占比不到2%，但在一次次量子戰(zhàn)略推進中，韓國亦企圖將量子應(yīng)用供應(yīng)商增加至120家，同步演進量子計算機、國家量子通信網(wǎng)、量子互聯(lián)網(wǎng)、量子傳感器等計劃，盼在2035年前投資超過23億美元，迎頭追趕將占有提升至10%，其雄心不容小覷。在韓國規(guī)劃的藍圖里，2030年將布建完成一條長達100公里的量子網(wǎng)絡(luò)，并陸續(xù)建置量子產(chǎn)業(yè)促進法、量子研究產(chǎn)業(yè)中心等，促成量子傳感器、先進工業(yè)傳感器、量子雷達的研發(fā)。

不同于日本埋頭建構(gòu)國產(chǎn)量子產(chǎn)業(yè)鏈，韓國自知量子技術(shù)起步較晚，更傾向與美國、歐盟技術(shù)聯(lián)盟，把握這波量子浪潮的黃金發(fā)展期。目前韓國科學技術(shù)情報通信部（MSIT）已與美國新創(chuàng)IBM、IonQ簽署人才培訓計劃，參與供應(yīng)鏈技術(shù)聯(lián)盟，欲針對量子計算機、量子通訊、傳感器、工業(yè)材料、設(shè)備零件等供應(yīng)鏈，創(chuàng)造新的合作機會。

三、崛起的量子力量成為產(chǎn)業(yè)新動力

觀察全球量子競賽攪動的風暴，產(chǎn)業(yè)鏈需乘風而起。亞馬遜、英特爾、Google、微軟、IBM等美國企業(yè)紛紛投入研發(fā)量子計算機，形成量子運算新創(chuàng)聚落。尤其IBM將觸角延伸制藥，與美國莫德納藥廠合作，運用IBM生成性AI及量子運算技術(shù)，實際參與制藥研發(fā)，也將量子計算機服務(wù)Quantum System One導(dǎo)入美國醫(yī)學混合云Cleveland Clinic?？鐕鹑诜?wù)權(quán)威“高盛集團”（The Goldman Sachs Group）也預(yù)見未來5年內(nèi)，金融行業(yè)即可導(dǎo)入量子計算機，規(guī)劃用于金融商品風險評估。再加上量子運算新創(chuàng)企業(yè)開始崛起，包括硬件廠商IonQ、量子計算機開發(fā)商Rigetti Computing上市成功，再次可以見證，量子科技逐漸被全球資本市場關(guān)注。

四、量子技術(shù)左右未來產(chǎn)業(yè)變革方向

2024年2月2日發(fā)布的《GFII：全球未來產(chǎn)業(yè)指數(shù)》報告作為全球未來產(chǎn)業(yè)的綜合性研究表述，對我國和世界了解以量子技術(shù)為主的未來產(chǎn)業(yè)提供了堅實的數(shù)據(jù)和理論參考，具有十分重要的意義。數(shù)字經(jīng)濟的競爭日趨激烈，量子技術(shù)及人工智能已成為其核心產(chǎn)業(yè)，特別是大型模型的應(yīng)用，成為主要國家之間競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，在這個領(lǐng)域，人工智能技術(shù)和工業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢以及技術(shù)學和競爭壁壘，將有助于在未來國際競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位，發(fā)達國家已經(jīng)建立了堅實的技術(shù)壁壘，經(jīng)過多年發(fā)展并保持了應(yīng)用程序和人工智能的領(lǐng)先地位，隨著商業(yè)應(yīng)用的不斷深入，量子技術(shù)有望成為挖掘經(jīng)濟的核心力量，進入爆炸性發(fā)展階段，導(dǎo)致相關(guān)行業(yè)的激烈競爭，“打造生物制造、商業(yè)航天低空經(jīng)濟等若干戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，開辟量子、生命科學等未來產(chǎn)業(yè)新賽道”，這也是我國中央經(jīng)濟工作會議提出的重要任務(wù)。未來產(chǎn)業(yè)代表著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向，是全球創(chuàng)新版圖和經(jīng)濟格局變遷中最活躍的力量，在世界百年未有之大變局加速演進的背景下，未來產(chǎn)業(yè)正成為各國搶占科技的制高點和爭奪產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)的關(guān)鍵。以量子技術(shù)為主導(dǎo)的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，前景可期，我們要積極進行前瞻謀劃，長遠布局，制定全面、系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，推動量子科技、人工智能等未來產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合，促進產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型。鼓勵企業(yè)加強應(yīng)用創(chuàng)新，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和產(chǎn)品，因地制宜的發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。

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責編：險峰