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2023年3月15日,英国科学、创新与技术部发布《国家量子战略》(以下简称《战略》),将量子技术定为支撑英国成为世界科技强国的关键技术之首。《战略》明确了未来10年英国量子技术的发展目标,以及为实现该目标而采取的具体计划、落实举措。
一、发布背景
第一代量子技术已经创造出了许多颠覆社会生活的发明,如电子计算机、核磁共振仪等。而以量子通信、量子计算为代表的新一代量子技术,被认为可能在科学、国防、医疗等领域再次引发颠覆性变革。在认识到这些技术的重要性后,英国政府于2014年启动“国家量子技术计划”,与工业界、学术界合作,共同发展可以造福经济和社会的量子技术。这项为期十年的计划(2014~2024年)募集了超过10亿英镑资金,帮助英国在该领域取得了显著成就,如2017年2月,英国萨塞克斯大学首次提出基于陷离子的可扩展通用量子计算机构建蓝图;2020年5月,英国量子技术中心等机构向诺丁汉大学、伦敦大学学院投资,开展将量子技术用于癫痫病人手术的临床实验;2022年8月,英国QLM技术公司获得“创新英国”国家创新机构和斯伦贝谢油田服务公司投资,研制一种基于量子技术的激光雷达成像系统,用于检测并测量甲烷排放,如石油加工设施中的甲烷泄露。
然而这些技术距离从实验室转化为可在市场上竞争并创造新市场的商用技术,广泛应用于国防、经济、医疗等领域,尚有较大差距。并且由于这一转化过程通常比较漫长、复杂,而且是非线性的,英国需要采取更多措施,强化与工业界、学术界的合作,多方面努力促进量子技术发展,加速技术商用转化。
与此同时,其他国家也认识到了量子技术的重要性,纷纷出台相关战略、政策等文件,如美国(国家量子倡议法,2020年12月;美国量子网络战略愿景,2020年2月;量子信息科学国家战略概览,2018年9月)、俄罗斯(量子通信路线图,2020年9月)、法国(量子技术国家战略,2021年1月)、德国(量子技术-联邦政府从基础到市场的框架计划,2021年3月)、荷兰(国家量子技术议程,2021年1月)、日本(量子社会未来展望,2022年4月)等,提出具体举措,抢占量子技术市场,这使得英国感到前所未有的压力。为保持其在量子技术领域的先发优势,英国制定了本《战略》。
二、主要内容
《战略》共有9个部分,分别是:部长序言、执行摘要、英国量子技术发展概述、目标1~目标4、结论与责任分配、行动计划总结。
《战略》的总体目标是到2033年,让英国在量子科学与工程领域成为世界领先国家,拥有蓬勃发展的量子产业,为其数字基础设施和先进制造基地建设奠定坚实基础,并助力经济增长。总目标下设置了4个子目标。
目标1:在量子科学与工程领取取得世界领先地位,扩充、提升量子技术人才队伍
指标为:到2033年,在量子科学出版物的质量方面保持前三名的位置,同时增加论文数量;再资助1000名量子技术相关学科的研究生;与5个量子技术领先的国家达成双边合作。为此,英国计划加大量子技术研究与开发的投资力度,培养、引进量子技术人才,加强国际合作、引领量子技术发展。
1.加大投资力度
计划分2个阶段实施,与私营企业、机构共投资25亿英镑。第一阶段(5年),围绕新的量子技术应用中心建设、特定成果研究、特定行业应用、特定公司培育、量子人才培养培训、国际合作、基础设施建设、基础研究开展投资。第二阶段(5年)的投资方向尚未确定。为从当前计划(“国家量子技术计划”2014年)平稳过渡到第一阶段(2024年开始),拟进行额外2.5亿英镑投资,具体包括:1亿英镑用于量子计算、通信、传感、成像、授时技术;7000万英镑用于量子计算、量子导航定位授时的2项短期研究任务;2500万英镑用于量子奖学金和博士生培养;1500万英镑用于政府采购量子技术;2000万英镑用于促进量子网络研发;2000万英镑用于国家量子计算中心运营。
2.培养、引进量子技术人才
计划通过量子奖学金培养青年人才,使之成长为世界级研究人员;计划调整签证与移民政策,吸引世界各地的优秀量子技术人才加入英国;计划增加培训中心、建立工作组、设立学徒计划等,培养量子技术领域专业人才。
3.加强国际合作、引领量子技术发展
计划扩大与主要盟友的量子技术双边合作,与其他量子技术领先的国家建立双边合作,为国际合作提供资助,积极参与并主导多边论坛和量子技术国际标准编制。
目标2:发展和提升量子技术产业
指标为:到2033年,英国吸引15%的全球私募股权,向本国量子技术公司投资;英国在全球量子技术市场占比达到15%。为此,英国计划设立量子技术企业加速发展计划,培育和扩大量子产业集群,加强政府服务能力,增加量子技术融资渠道,提升本国企业影响力,吸引国外量子技术企业到英国投资。
设立量子技术企业加速发展计划:围绕系统集成、应用和实际演示进行投资,帮助企业进行量子技术商业化、工业化转化。
培育和扩大量子产业集群:扩大基础设施投资,如测试评估设备、量子网络、器件制造设备等,以支持苏格兰的光子产业集群、威尔士的半导体产业集群发展与扩张,并培育量子技术其他产业集群发展,如量子通信。
加强政府服务能力:提高英国政府为量子技术企业的服务能力,如为企业提供国际知识产权咨询和服务,为企业提供专业测试服务,帮助企业建设网络安全能力,帮助海外企业落地英国。
增加量子技术融资渠道:向量子技术小型企业提供定向融资,通过政策银行为量子技术企业提供长期资金,联合私营机构设立专业投资基金,调整法律、允许养老金投资量子技术企业。
提升本国企业影响力:与主要量子技术组织合作,加强对本国量子技术公司的宣传,向国际合作伙伴推荐本国量子技术公司。
吸引国外量子技术企业到英国投资:宣传英国在量子技术领域的成就、相关投融资计划与政策,联合商业贸易部,积极支持海外量子技术企业在英国设立公司。
目标3:促进量子技术应用
指标为:到2033年,英国关键行业的所有企业都认识到量子技术的潜力,75%的相关企业采取措施为量子计算的到来做好准备。为此,英国计划扩大政府采购量子技术的规模,并通过示范和引领促进量子技术应用。
示范与引导:通过特定行业的示范应用,以及各种研发计划的演示环节,增强人们对量子技术使用的认识;授予国家量子计算中心(NQCC)采购量子计算原型或平台的权限,由其替代政府验证量子计算应用,并引导行业发展。
提高公众认识:加速SparQ计划实施,提高民众对量子技术的认识,重点向公共事业、国防、航空航天、医疗、金融领域宣传。
共享量子技术资源:开放国家量子计算中心的部分计算资源,用于改善民生的研究,如个性化医疗、痴呆症研究、电池能量效率提高等。
加速技术交付:以量子计算、量子定位导航授时任务为突破,加速量子技术研究成果交付。
促进合作融合:促进政府不同部门的合作,加快各领域技术融合,初期目标包括电信、国防、太空、人工智能、高性能计算、半导体;在政府内成立工作组,研究确定量子技术在政府服务、公共事业中可以应用的领域,帮助量子技术在这些领域实现应用。
扩大政采规模:扩大政府采购量子技术与服务的规模,为私营公司提供资金,开展量子技术在公共领域应用的可行性研究,将为在2年内启动这一计划提供额外的1500万英镑。
目标4:建立量子技术监管制度,确保技术良性发展
指标为:到2033年,英国成为全球量子技术标准制定的领导者。为此,英国政府计划制定法律、制度以保护本国量子技术安全健康发展,促进政府向后量子密码加密过渡,积极参与制定量子技术标准,对量子产品和服务实施认证。
保护本国量子技术安全健康发展:计划审查《2021国家安全投资法》、出口管制制度、多边合作协议、知识产权保护措施等,确保这些法律、制度能够保障本国量子技术健康发展,不被敌对国破坏。
促进政府向后量子密码加密过渡:继续由国家网络安全中心向政府部门提供“关于向量子安全密码学过渡的指南”,帮助政府部门采用新的后量子加密技术,降低量子计算带来的安全风险。
积极参与制定量子技术标准:根据量子计算、量子通信、量子成像等不同量子技术的发展现状,确定英国参与量子技术标准开发的合适顺序,组织相关行业、学术机构参与国际组织的量子技术标准制定。
对量子产品和服务实施认证:由国家物理实验室与国家量子计算中心共同制定量子技术的开发标准,并由国家物理实验室研发有效的测试与评估技术,提供测试评估工具,对量子技术产品与服务进行认证,确保技术安全。
结论与责任分配
《战略》提出:“量子技术具有巨大的潜在价值,可为英国实现经济、安全、气候等战略目标提供支撑。英国有能力成为量子技术的领先国家。”为实现相关目标,《战略》提出了责任分配:由科技、创新与技术部向国家科学技术委员会报告《战略》实施进展,使英国总理、政府高层领导了解相关情况;成立由主要研发部门组成的新战略计划委员会,负责《战略》实施;发布《战略》实施年度报告,每年审查战略目标;扩大量子技术战略咨询委员会组成规模,引入新机构,并将咨询范围扩展到《战略》实施的所有领域;与英国量子组织、物理研究所、皇家工程院等合作,以了解工业部门对量子技术的看法。
三、几点认识
(一)《战略》体现了英国以高新技术产业促社会经济发展的思路
《战略》开篇的部长序言以及后续的执行摘要等部分反复强调量子技术对未来英国社会生活的重大影响,并将其定为支撑英国成为最创新经济体的五项关键技术之首(其余为人工智能、生物工程、半导体、下一代通信)。《战略》的目标是使英国具有繁荣的量子技术产业,助力英国数字基础设施和先进制造业发展,从而建立强大、有弹性的经济和社会。这一目标体现了英国在去工业化后,以高新技术产业为抓手,努力保持其世界强国地位的思路。
(二)量子技术应用与转化是英国下一阶段努力的重点
从世界范围来看,量子通信、量子计算等量子技术经过多年发展,已经积累了大量突破,正处于应用转化的早期,抓住这一发展机遇是英国未来一段时间的工作重心。尤其是英国已经在量子计算、量子传感等领域取得了较大成绩,展现出了一定优势。因此《战略》提出了多种示范、支持、鼓励政策与举措,以推动量子技术从实验室走向商业、工业及社会生活的各个领域。
(三)政府的牵引、示范、推动是促进量子技术转化的关键
由于量子理论非常抽象深奥,绝大多数民众与企业对量子技术带来的好处认识不足,更缺少对量子技术应用的信心。在推动量子技术应用方面,政府的牵引、示范、推动作用不可忽视。《战略》提出了要通过购买量子技术服务、量子产品,大规模宣传量子技术的颠覆性作用,以及资助应用试点、应用演示等举措,旨在提高企业、民众对量子技术的认识,给予企业信心,加快量子技术的转化应用。
(四)吸引资本投资是构建量子技术产业的核心
对于构建量子技术产业,引入商业资本是核心,只有建立了投资-生产-购买-盈利-再投资的循环,才能使量子技术产业良性发展,否则紧靠政府的投资,难以支持量子技术产业长期健康发展。为此,《战略》提出了改善政府服务能力的计划,宣传本国量子技术企业的策略,吸引国际资本投资本国量子技术企业的举措,旨在通过政府+资本的投资模式,建立与发展量子技术产业。
(五)提前谋划量子技术产业规范
量子技术产业尚处于形成初期,还未建立各种规范与制度。此时积极参与国际标准化组织的规范、标准等编制活动,可为本国量子技术产业未来发展争取有力条件。此外,提前谋划量子技术产业的标准、规范,建立监管制度,也有利于量子技术企业良性发展与竞争,避免因缺少有效的管理而出现混乱无序的发展情况。
(蓝海星:周智伟)
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