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我國量子信息科技創新發展面臨的挑戰及建議
——基于中美對比視角的分析

2024-04-10 11:56慕慧娟丁明磊顧成建
科技管理研究 2024年3期
關鍵詞:量子科技

慕慧娟,丁明磊,顧成建

(1.中國科學技術發展戰略研究院,北京 100036;2.成都光子盒科技有限公司,四川成都 641400)

0 引言

近年來,量子信息科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域,成為大國博弈的戰略必爭地。結合數學、計算機科學和工程學等多學科,具有強大并行處理能力的量子計算、高安全高可靠的量子通信、超高精密度的量子測量,將給航天航空、軍事國防、網絡通信、生物醫藥和金融等多個領域帶來前所未有的改變[1]。雖然,當前量子信息科技在全球范圍內仍處于早期發展階段,但是主要科技大國早已開始布局爭奪這一顛覆性技術發展的主導權。以美國為代表的西方國家相繼制定了國家量子技術戰略,美國正在試圖構建以西方國家為主的國際量子聯盟,企圖遏制我國量子科技發展。我國自21 世紀初開始發展量子信息科技,多項科技創新重大成果不斷涌現,已取得重要的進展與成就,成為全球量子科技的重要參與者和領導者之一。本文基于中美對比,就我國推動量子信息科技創新發展面臨的主要挑戰及對策建議展開研究。

1 全球主要國家和組織提出量子戰略和規劃布局

20 世紀80 年代,量子信息的核心技術取得突破,將量子信息帶入了一個新的發展期,稱之為“第二次量子革命”[2]。21 世紀初,量子技術的工程化快速發展,英國2013 年發布了《國家量子技術計劃》,并于2023 年發布新十年的《量子國家戰略》,美國2018 年頒布《國家量子倡議法案》[3]、歐盟2018年發布《量子旗艦計劃》、法國2018 年制定《國家量子技術戰略》、德國2020 年出臺《量子系統議程2030》、日本2019 年發布《量子技術創新戰略》、韓國2019 年發布《量子技術研發投資戰略》、澳大利亞2020 年出臺《量子技術產業發展》等。截至2023 年6 月,全球已有美國、中國、英國、日本等28 個國家和歐盟、阿聯酋2 個國際組織分別在不同層面和力度上,對支持量子信息發展給出專項政策支持,其中美國和歐盟對于量子的發展尤為重視。

2018 年美國政府通過《國家量子倡議法案》(National Quantum Initiative Act,NQI),明確提出制定國家量子計劃,建立量子信息科學較為完善的管理體系[4],通過建立框架來協調美國各聯邦機構工作。同時美國能源部國家實驗室建立5 個國家量子信息科學(QIS)研究中心,構建政府、學術界和私營企業之間的合作伙伴關系[5],促進與日本、英國及韓國等國家的國際合作項目,與谷歌等數字巨頭建立教育合作伙伴關系。美國甚至制定了出口管制措施,以防止量子技術出口。

歐盟2018 年提出投資10 億歐元實施《量子旗艦計劃》[6],重點關注大學之間的研究合作,進而協調各方資源,創建行業利益相關者團體,并進行教育試點。英國政府于2023 年出臺《國家量子戰略》,提出將在未來十年內投入25 億英鎊[7],設立研究中心、實施量子網絡加速器計劃、制定培訓和人才計劃、共同開展合作研發項目以及加大基礎設施投資,大力發展量子科技產業,將量子科技融入數字基礎設施和先進制造業基地建設,使英國成為世界領先的量子科技強國。

2 我國量子信息科技發展現狀與特征

我國在量子科技領域已經取得了一系列世界領先的成果,為全球量子科技的發展做出了重要貢獻。

2.1 我國量子科技三大領域取得顯著成效

量子通信是我國引領全球創新的代表性研究方向之一,我國在量子通信領域的技術、產品以及通信網絡基礎設施建設情況均達到國際一流水準,特別是量子保密通信研究處于全球領先地位。我國已建成京滬干線、武合干線等骨干量子通信基礎設施網絡,并已建成全球首個城市級別的(合肥)量子保密通信網。量子通信空天基礎設施建設方面,我國成功發射世界上首顆量子實驗衛星“墨子號”,并利用該衛星實現我國與世界首次洲際量子保密通信;我國還成功發射世界首顆量子微納衛星“濟南一號”,持續探索小型化量子通信衛星及量子衛星網絡部署的工程技術。目前,我國已初步構建“天地一體”的量子保密通信網絡。

量子計算方面,我國現布局多條國際主流的量子計算技術路線,包括超導量子、光量子、離子阱、中性原子、半導體等。我國也是世界上第二個展示量子計算優越性的國家,當前僅有美國和加拿大在超導和光量子這兩類技術路線上展示過優越性。并且,我國在超導(原型機“祖沖之號”)和光量子(原型機“九章”)兩種技術路線上均實現了優越性展示。

量子精密測量方面,我國已實現高精度原子鐘的自主研發,成為世界上少數可以自行研發并制造原子鐘的國家,并已在北斗衛星導航系統中應用;在小型化原子鐘方面,我國也已實現量產;我國自主研發的原子重力儀已打破國際封鎖,主要性能參數國際領先;我國還啟動了量子雷達的研制,完成原型機研發階段。

2.2 國家及中東部地區出臺多項政策支持量子科技發展

國務院于2016 年發布《“十三五”國家科技創新規劃》,將量子通信與量子計算機列入“科技創新2030—重大項目”。國家《“十四五”規劃和遠景目標綱要》中將量子信息確立為具有前瞻性和戰略性的國家重大科技項目,提出要加快布局量子計算、量子通信、神經芯片、DNA 存儲等前沿技術?!丁笆奈濉睌底纸洕l展規劃》提出提高瞄準量子信息等戰略前瞻性領域,發揮我國社會主義制度優勢、新型舉國體制優勢、超大規模市場優勢,提高數字技術基礎研發能力。2023 年2 月,中央經濟工作會議上再一次強調要加快量子計算等前沿技術研發和應用推廣。中央、東部沿海省市及部分中部16 個省份均發布一系列相關政策,支持量子信息科技發展。

2.3 建成一批世界頂尖的科研平臺

我國頂尖科研院所和大學始終走在量子前沿技術探索前端,成立量子信息科學國家實驗室,設立中國科學院量子信息與量子科技創新研究院、北京量子信息科學研究院、深圳國際量子研究院、量子科技長三角產業創新中心專項開展量子信息科技研究,對一些重點區域大學進行資源整合,成立大型綜合實驗室或研究中心,如在深圳、武漢、蘇州、重慶等地有物理、光電、計算機專長大學設立量子信息實驗室。

從表1 我國量子信息技術主要研究機構和大學的區域分布可見,我國已逐步形成三大量子研究中心:第一個為以中國科技大學為核心,匯聚南京大學、中國科學院、國防科技大學等多家研究機構,建立起來的長三角地區量子研究集聚中心;第二個為以北京量子信息科學研究院、清華大學量子信息研究中心為核心而建立起來的京津冀量子研究集聚中心;第三個是依托廣深港優質的教育資源和產業優勢,構建起粵港澳大灣區量子科學中心。

表1 我國量子信息技術主要研究機構和大學分布

2.4 正在形成一批富有創新活力的量子企業

近年來,我國幾家大型科技企業和初創企業已著手布局量子領域。根據光子盒長期跟蹤研究,以及企查查相關數據,我國每年有十余家新成立的量子公司,中游公司是目前主要發揮中堅力量的企業,活躍企業達到50 家以上。

科研院所及大學孵化的量子創業公司成為我國量子企業的中堅力量。由中國科學技術大學潘建偉院士等科學家創立的國盾量子。由中國科學技術大學郭光燦院士等科學家創立的本源量子,以及問天量子。另外,這些科研團隊還圍繞產業上下游進行延展,孵化出更多的量子企業。

大型科技公司以現有業務為基礎,與科研機構合作或聘請領軍科學家模式布局量子計算。2015 年,阿里巴巴與中國科學院合作在上海成立“中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室”。2017 年騰訊成立量子實驗室,與外部科學家Iordanis Kerenidis 合作研發量子加速算法。2018 年百度成立量子計算研究所,發布其自主研發的國內首個云原生量子計算平臺“量易伏”。華為2021 年發布了全新HiQ 量子計算云平臺公測版本,在量子模擬器與編程框架研究方面取得階段性成果。

同時,中國電子科技集團、中國電信、中國航天科技集團、中國航天科工集團、中國船舶集團和中國移動等肩負國防軍工、深空探索等前沿領域的國央企,也在積極推動其研究所開展量子研發布局。

2.5 我國量子企業獲得多輪融資,發展逐步被市場認可

我國頭部量子企業融資情況較好,多數企業獲得多家機構數輪投資和支持,尤其以國家和各省央企、產業基金領投為主,帶動社會資本進入該領域,以本源量子為例,相繼獲得中科星創、中國互聯網投資基金、安徽國投、深創投、國新基金15 家機構的多輪投資。根據全球前沿科技咨詢機構ICV&光子盒發布的數據,對于2018—2022 年全球主要國家量子計算融資企業分類匯總分析,從表2 可見,2018—2022 年我國量子計算企業共獲得18 筆融資,合計3.35 億美元,占全球該領域融資額的7.16%[8]。2022 年在量子通信與安全領域,我國有4 家企業獲得約0.41 億美元投資;量子精密測量領域,我國企業以51.61%的融資輪次份額領跑該領域的投資[9]。

表2 2018—2022 年量子計算融資企業所在國、融資輪次、數量、金額

2.6 建立海外人才引進與國內人才自主培育并舉的人才培養模式

目前我國量子信息領域核心研發人員主要為海外歸國人員和國內頂尖科研院所的高學歷人才。粗略估算,我國量子領域科研院所和頭部企業現有量子研究人員上千人。由于量子信息是以多門學科領域融合成的新興領域,大量從業人員來自于傳統的通信、計算、光學、編程等領域人才。核心人才培養院校主要集中在中國科學技術大學、清華大學、北京大學、浙江大學、南京大學和南方科技大學等高校。目前已有7 所大學獲批設立量子信息科學本科專業,其他大學則通過物理學、光電信息通信工程等專業來培養量子信息人才。

2.7 我國量子專利和發文數量迅速增長

專利文獻是科技創新成果的重要載體,全球量子信息領域的專利申請量在21 世紀呈現先平穩后爆發的增長趨勢。中國和美國的申請量遙遙領先,優勢明顯,約占全球申請總量的70%[10]。我國將量子技術發展列入國家“十三五”規劃綱要后,專利申請量出現爆發性增長。我國專利申請量2017 年超過美國,位居全球第一位,之后繼續保持高速增長態勢。我國的合肥本源量子公司、中國科學技術大學、清華大學等的專利申請量較為領先。

學術論文承載了學科領域的基礎研究成果。通過Web of Science 平臺對相關關鍵詞進行檢索發現,美國在量子科學研究上發表文章近21 萬篇,我國為15 萬篇左右,位列全球第二。美國在量子計算領域的發文量處于絕對領先地位,遙遙領先于排名第二和第三的中國和德國;我國在量子通信領域的文章數量位居全球第一,美國也是該領域創新成果的主要來源。我國的科研機構在發文量方面具有突出優勢,中國科學院的發文量排在世界前三,但是論文篇均被引頻次較低。

3 當前我國量子信息科技發展面臨的主要挑戰

當前,美國正在試圖打造排華的所謂“民主國家量子科技聯盟”,已與10 個國家就量子信息科技領域合作簽署聯合聲明,還有一些國家也表明雙方在量子科技領域將產生合作。在以美國為首的西方量子產業生態構建新格局下,我國量子及相關技術的進出口將受到更大范圍的限制,極其不利于我國量子信息科技創新發展[11]。要推動我國量子信息科技創新引領全球發展,我國仍要認清當前面臨的挑戰與存在的不足。

3.1 缺乏國家級的頂層戰略規劃,尚待建立科學高效的組織運行體系

美國是目前唯一一個以法案(Act)形式推廣實施量子技術的國家,也是產業布局最多、優惠政策最大,組織框架最為系統的國家。從圖1 美國量子戰略研發布局的全景可見[7],《國家量子倡議法案》不僅規定各聯邦機構實施QIS(量子信息科學)的責任,成立專門SCQIS(量子信息科學小組委員會)、ESIX(量子科學經濟和安全影響小組委員會)、NQIAC(國家量子科學咨詢委員會)、NQCO(國家量子協調辦公室)等協調機構,授權NIST(國家標準技術研究院)、NSF(國家科學基金委)和DOE(能源部)發揮專項職能,推進量子技術發展[12],以此確保美國在研究、發展、演示、應用方面始終處于國際領先地位[13-14]。目前我國尚未形成科學高效的組織運行機制,需要謀劃布局適合自身國情的QIS 研發規劃和組織架構,形成全國統一的實施方案策略。

圖1 美國量子戰略研發布局全景

3.2 科技成果轉移轉化效率低,具有技術創新引領的科技領軍企業尚未出現

美國量子技術部署主要是由私營部門來推動,根據蘭德公司《對美國和中國量子技術產業基礎的評估》報告[15],目前至少約有182 家企業開展技術研究和應用。IBM、谷歌、微軟、英特爾、霍尼韋爾、亞馬遜等科技巨頭成為推動量子計算技術與應用加速發展的主要動力。2021 年11 月IBM 推出127量子比特處理器“Eagle”,創下目前全球最高紀錄,并希望在2023 年年底前開發出1 000 量子比特的芯片。2021 年12 月霍尼韋爾發布第二代H 量子計算機-H1-2,量子體積為2048,成為有史以來在量子計算機上測得的最大量子體積。同時,美國初創企業也是促進量子計算活躍發展的重要組成部分,孵化自美國馬里蘭大學和杜克大學的IonQ 于2021 年在紐交所上市,估計27 億美元[16]。同時,美國量子信息專利申請的主體,前5 個依次為英特爾、IBM、D-wave 公司美國分部、微軟、東芝公司美國分部,而我國專利主體主要為科研院所和大學。

我國當前主要依靠科研院推動量子技術發展,百度、阿里、騰訊等數字巨頭無論是在量子領域投入和成果都較國外同行有較大差距,未能充分發揮其在量子計算的發展優勢。大量科研成果還停留在少數頂級國內研究型大學和科研院所內,技術的發展從實驗室走向社會的速度較慢,并且有應用價值的科研成果在論文發表后并沒有得到科技成果轉化。而外部公司也很難獲得相關知識產權,與高校的合作研發推行效果也不理想。

以量子精密測量技術為例,量子精密測量領域的產品已經有一些實用案例,例如原子鐘、絕對重力儀、磁力計,是三大量子產業中產業化成果出現最早、應用最多的領域,另有諸如量子激光雷達等技術正從工程樣機向產品過渡。美國Quspin 公司(成立于2012 年)已誕生為全球諸多用戶提供磁力計相關產品的成熟公司,而且其部分產品對我國禁運。雖然我國SERF 量子磁力計基礎研究和原型機研發也較為成熟,實驗室樣機測量精度達到了國際頂尖水平,可制成單探頭四通道原子磁力計,但仍未形成可與美國Quspin 并肩的實力公司。

3.3 量子信息科學知識的普及和傳播有待加強,量子人才培養體系不夠健全

目前,量子科學技術的概念和知識對于大多數人來說還比較陌生,我國量子科普資源相對匱乏。在義務教育階段,量子科普的教材、課程、講座等資源相對較少,難以滿足學生對量子科學技術的了解和學習的需求,具備量子科學技術專業知識和技能的教師還相對較少,難以滿足量子科普和人才培養的需求。我國開設量子計算專業學科的高等院校較少,多數學生認為這是一門十分深奧的學科,導致諸多學生提前喪失學習興趣,導致大學院校愿意學量子的學生數量有限。我國的STEM 專業建設不如歐美強國,對量子科技研發人員需求通常是博士及以上學歷,且崗位數量極少,造成碩士及以下學歷的量子信息相關專業學生很難學以為用。量子信息相關專業的學生如果不具備博士學位或突出的科研成果,可能會面臨轉行的找工作難問題,容易造成人才的極大浪費。

2018 年,美國白宮曾出臺《量子信息科學國家戰略概述》,提出為在未來擁有一支量子科學的人才隊伍,從小學、初中和高中階段開始部署量子科學教育,讓量子力學走出高校,擁有更廣泛的受眾。在基礎教育階段,建立計算思維和科學思維導向的計算機和物理課程項目,從小培養學生興趣。2021年發布的《量子網絡基礎設施和勞動力發展法案》提出將量子力學和量子信息納入中小學和高等教育課程[17]。美國2023 年發布的《國家量子倡議總統2023 年度補充預算》明確,勞動力是美國量子信息科學(QIS)政策的六大話題之一。

3.4 理論研究儲備不足,成果轉化速度較慢,產業化能力薄弱

目前美國學界、商界對于量子科技的潛力已取得共識,認為它極有可能催生出變革性的技術,但仍需要大力投資基礎研究以建立關鍵的技術基礎。國家科學技術委員會量子信息科學分委會認為,平衡好特定技術領域和基礎科學研究的投入是當前面臨的挑戰之一。我國在量子信息技術理論研究方面成果較少,多為實驗性探索。例如在量子計算方面,量子分解算法(Shor 算法)和量子搜索算法(Grover算法)是量子計算機商用化之后重要的算法,而我國在算法原創性方面較為薄弱,大多僅在原有算法基礎上進行修正或升級。未來更加先進的算法可能會被國外公司壟斷,屆時我國將無法獲取代碼并進行加工或深入理解。中國科學院研究人員在《世界科技研究與發展》發表的文章證明我國在實現量子計算的量子算法、量子計算主流模型、量子計算機的其他物理實現、量子計算機的核心問題量子糾錯、量子計算相關理論等研究成果上與美國存在一定的差距。

3.5 政府資金投入帶動社會資本投資效應不足

初創企業和大型數字企業是發展量子系統的關鍵因素。美國政府是開放式量子信息科學研究的主要資助者,量子信息科學研發支出每年以大約20%的速度快速增長,美國的國防高級研究計劃局(DARPA)是美國量子技術投資的主力,累計投入19 億美元用于量子技術產業,大部分用于支持企業研發[18]。當前,據光子盒不完全統計,美國有232只風險基金在量子計算投資方面擁有專業知識,歐盟有88 只基金投資量子初創企業。同時,我國量子領域的80%以上投資來自國內,只有18%來自國外;美國量子領域中的國外資金占比則為33%,歐盟這一比例約為45%,英國約為40%[8]。以2013 年成立總部在法國巴黎的Quantonation 公司為例,其作為成立較早的量子風險投資基金,投資組合遍及美國、加拿大、法國、荷蘭、德國、英國、西班牙、瑞士,涉及量子計算(11 家)、量子網絡(8 家)、量子傳感(4 家)三大領域的23 家公司[19]。這在某種程度上說明,我國量子商業生態系統與發達國家相比還不夠成熟。

據麥肯錫2023 年發布的量子年報,我國多年來對量子技術已投入153 億美元[20],為年全球對量子技術總投入最高的國家。我國的經費主要投向大學和科研院所的基礎設施建設(場地建設、設備購置)和人才建設(學科建設)。我國于2017 年成立了安徽省量子科學產業發展基金有限公司,以及2023 年無錫市政府設立了光量子產業天使投資基金,但我國大多在金融投資領域的步伐止步于國內。同時,我國的風險投資機構大多并未踐行“投早投小”的邏輯,而是將項目回報的可實現或穩定性作為重要決策因素,失去了風投機構所能調動的市場積極性。

3.6 核心設備及先進材料依賴進口,關鍵領域自主可控水平較低

受制于我國高端測量測試儀器設備、電子元器件龍頭企業匱乏、創新能力不足等問題,我國量子信息領域的系統硬件和整機研發的進度受到極大阻礙。亟待在測量測試儀器設備、稀釋制冷機、集成芯片設計與制造、軟件算法框架設計,核心元器件研發與集成、先進材料(含量子材料)制備等領域實現自主可控。比如,稀釋制冷機和一些低溫器件是組成超導量子計算機必不可少的部分,但我國所使用的稀釋制冷機依賴進口,雖然國產稀釋制冷機研究取得突破,在最低溫度這項核心指標方面實現了突破(10 mK 以下),相比于國外先進低溫設備仍有較大差距。國內長期進口高端測試儀器設備,占較高的研發經費,如量子態的探測依賴精密測試測量設備,雖然國內已有像賦同量子公司這樣在單光子探測領域打入國際第一梯隊的公司,但具備更為全面的測試測量設備的公司還與國外差距較大。

3.7 我國量子產業生態構建重視程度不夠,國際交流與合作有待加強

量子產業是一個高度復雜和跨領域的產業,需要建立良好的產業生態來促進產業鏈上下游的協同發展,其中聯盟可以發揮重要作用。美國QED·C聯盟(量子經濟發展聯盟)在美國乃至其盟國范圍內,發揮著量子產業生態建立的角色,在促進產學研用合作方面發揮了重要作用。QED·C 聯盟為《美國量子信息倡議法案》規定下NIST 資助的聯盟,是目前全球成員單位數量最多的量子聯盟。QED·C參與成員不僅包括美國本土與信息技術、量子技術相關的大型企業、初創企業之外,還有DARPA 等美國政府機構(軍方),以及美國以外的企業,從QED·C 官網可查,截至2023 年5 月參與成員達到263 家[21]。我國當前也成立了一些以國內頭部量子企業發起的量子聯盟,聯盟缺乏國家級別機構的帶領和指導,聯盟與聯盟之間缺乏有效的互助與合作。

4 新時期推動我國量子信息科技創新引領全球發展的對策建議

當前,美國戰略界已將中國作為量子科技領域的最重要競爭對手,并將這一態勢升級至國家安全乃至全球秩序層面[22]。全球量子信息科技正處于技術研究與產業探索的初級階段,我國有機會取得量子科技領域領跑地位,打造成為全球量子信息科技創新高地,需做好頂層規劃,準確把握量子信息技術趨勢,緊密結合自身產業發展需求和資源稟賦,高效組織實施,多方協同構建量子信息科技創新生態,貢獻全球量子信息科技創新發展的中國方案,以促使量子信息技術發展的成果惠及全球。

4.1 出臺量子科技戰略規劃,構建科學高效的組織實施體系

全球主要科技大國均以國家計劃牽頭量子科技攻關。美國專門設立國家量子計劃協調辦公室,保障國家量子計劃實施。從戰略研究、立法、管理、經費預算等方面系統部署國家量子計劃,全面推進量子科學、人才隊伍、關鍵基礎設施、產業等方面的發展,其有關組織實施機制和舉措對我國推動量子科技發展有一定啟示借鑒意義[23]。

量子科技是我國“抄近道、換車道”突破美國技術封鎖的關鍵領域,必須強化頂層設計和前瞻部署。建議我國設立量子信息戰略咨詢委員會等專門的協調機構或辦公室,盡快出臺符合我國國情的5年或10 年量子信息技術發展戰略,統籌指導量子信息技術發展。在此之下針對國家安全和經濟發展的專門小組,重點追蹤國際技術發展,研判量子信息各技術領域發展趨勢,制定各領域發展規劃、技術路線圖和時間表,評估對我國的國家安全的風險,建立跨部門協調機制,補齊配套體系短板,加快行業資質和測評認證等體系建設研究,為科研成果轉化建立體制機制保障。

量子科技發展已進入集中突破并形成系統的新發展階段,對政府、科研機構、企業和用戶之間共同協作、共建量子科技產業生態的要求越來越高[24]。從國家層面建立政產學研合作平臺與機制[25],促使各方深度參與全鏈條創新活動,共同提出技術需求、共同解決行業共性問題、共同打通產業鏈上下游、共同探索新的應用場景。充分調動和鼓勵市場積極性,對從事相關領域的企業給予更多政策支持,重視知識產權保護,推動并鼓勵量子企業參與國際標準制定與國際專利申請[26]。

4.2 強化量子學科建設和早期教育,培養素養與技能豐富的量子科技人才

一是完善人才引進機制建設。面向全球發布人才需求,建立全球量子信息頂尖人才庫,積極引進高端專業人才,尤其是加強與華裔量子科學家的互動交流,柔性引進。完善科研人員績效考核評價機制,從注重學術論文的發布數量,向注重研發成果的轉化引導。二是加強量子信息學科建設和科普。建議借鑒國外先進經驗,在義務教育階段,加強量子信息相關課程教學,在校內可建設科普墻/區域,在校外可帶領學生參觀量子科教基地,讓青少年更早接觸科技,培養青少年對前沿技術的基本認知[27]。三是培養大量具備量子科學素養和適當技能的人才。在職業教育階段,探索校企聯合培養,培養生產制造環節所需要的技術工人;在本碩教育階段,高等院校通過開設與量子信息各應用行業的交叉課程,或者選修課,培養量子專業研發人才和推動量子產業發展的經營管理或金融人才。建議借鑒美國政府通過國家科學基金會資助研究生的方式,通過一個成功的長期職業生涯在非學術環境中獲得知識、技能和經驗,建立學術界和工業界之間的密切聯系,并降低行業進入門檻[28]。通過政府資助的實習獲得更多的行業經驗、證書,以鼓勵技能提升,為國際人才開放簽證,引入海外人才。四是遵循科學原則和道德規范開展量子信息的宣傳,注重嚴謹性、準確性和透明度。同時,政府、學術機構、企業和媒體等各方應該共同努力,加強量子信息科學知識的普及和傳播,提高公眾的科學素養和對量子信息技術的認知水平。

4.3 政府、企業、高校和科研機構共同努力,加快量子創新聯合體建設

一是支持企業加大量子研發投入。建議政府出臺相關政策,通過財政資金、稅收優惠等方式,鼓勵企業加大對量子技術研究和開發的投入,提高企業的技術創新能力和核心競爭力。二是由政府牽頭,搭建企業與高校、科研機構之間的合作平臺,促進雙方之間的技術交流和合作。通過制定合作計劃、組織產學研對接活動等方式,推動企業與高校、科研機構建立長期穩定的合作關系,實現技術創新和產業升級。三是支持高校和科研院所量子科技成果轉移轉化。在高校和科研院所設立科技成果轉移轉化工作組或辦公室等形式,推動量子信息成果與產業、企業需求有效對接,通過研發合作、技術轉讓、技術許可、作價投資等多種形式,實現量子信息成果的市場價值。四是政府制定量子人才培養計劃,為企業培養和引進高素質人才提供支持和幫助。通過提供獎學金、設立人才培養基地等方式,鼓勵和引導更多的人才參與量子技術研究和開發。同時,吸引海外高層次人才參與國內量子產業的發展。

4.4 加大政府科技投入力度,探索多元化資金投入

一是放寬企業申請經費限制。目前我國的研究經費以國家自然科學基金、科技部基金為主,其中《國家自然科學基金條例》第八條規定,企業不能為主體承擔單位承擔國家自然科學基金項目。建議借鑒發達國家管理經驗[29],開放企業申請科研基金的限制,以更加貼近實際研發需求的目的做基礎科學研究。二是加大資金投放力度。積極支持量子信息科研單位申報國家自然科學基金、國家重點研發計劃、科技創新2030 和國家科技重大專項等國家重大科技項目。在科技創新2030-“量子通信與量子計算機”重大項目中設立專門的量子投資和量子創業人才培養計劃,培養一批既懂量子科技又懂金融投資的復合型人才。三是建議國家設立專門的量子創新投資基金,通過國家引導、專業科研人員論證、社會資本參與,快速推動對具有產業化前景的量子科技前沿成果的及時投資和孵化。同時,充分利用科創板、北交所等融資平臺對量子科技企業予以傾斜支持。引導和帶動金融資本、民間投資和地方政府共同參與量子信息成果轉化,強化信貸、保險、擔保和融資租賃等對量子信息技術的支持。

4.5 豐富下游及相關行業交叉融合應用場景,加快應用場景縱深拓展

一是發揮我國政府在量子技術采購方面關鍵和基礎性作用,為量子商業化提供驅動力。加大創新產品推廣力度,搭建政企對接平臺,解決限制政府采購技術障礙,降低中小企業進入政府采購過程的難度。制定出臺政府采購支持創新產品實施細則,通過預留采購份額、評審價格折扣、推廣引導采購等政策組合拳,提升創新產品在政府采購領域的規模和占比。二是政府積極與行業企業用戶溝通,開發更多量子應用場景。發揮政府的示范帶頭作用,幫助企業有序完成下游應用場景開發目標。加強優質場景遴選,主動謀劃、深度挖掘、重點培育技術水平高、發展前景好、示范作用強的標桿場景,通過集聚各方資源要素將之打造成為發展典范。做好場景進度跟蹤和成效評估,強化場景開放建設的全生命周期管理。三是重視數字新基建等相關設施與量子信息發展的適配性,加速量子科技轉化與交叉領域的技術融合。支持基礎設施投資,降低量子技術應用和其他技術融合的成本;鼓勵中小企業和初創企業開展量子技術應用,可借鑒美國“科學和技術計劃的量子用戶擴展”(QUEST)的實踐。政府加大在云、量子計算和人工智能領域的投入,加速量子技術在重點領域的融合應用,促進量子信息深入滲透應用于各行業,加快推進量子信息技術在民生政務、密碼分析、空間、航天航空、國防、生命科學、能源、金融、交通、人工智能等領域開展應用,發揮交叉優勢,促進產業升級[30-31]。

4.6 攻關量子產業核心軟硬件及工程技術,保障產業鏈自主可控

一是加強硬件自研,著眼解決根本問題。提高量子科技產業所需的關鍵材料、零部件、器材設備的生產能力,減少對戰略競爭對手的依賴,保護我國重要核心產業鏈安全完整。二是加強軟件創新,著眼解決未來問題。建議我國企業或研究機構布局量子EDA 軟件開發,提升EDA 軟件開發者的量子力學知識儲備,加大政策性引導與資金投入力度。三是通過外交手段進行斡旋,獲得緩沖期。目前,我國在量子芯片制造上仍然依賴美國等國家的設備。建議采取積極的外交手段進行溝通,為我國自主研發或更換國內供應商創造緩沖期。四是嘗試投資或并購等其他方式。在資金、政策等相關條件允許的情況下,對國際上核心設備的某些上游企業進行投資或并購,逐步建立全球化技術創新網絡。

4.7 組建國家級量子產業聯盟,加強量子科技前沿國際合作

學習美國的QED·C 聯盟和歐洲量子產業聯盟(QuIC),組建我國官方指導下我國量子信息技術產業聯盟,打造量子產業聚集區,加強量子信息產業聯盟、行業協會、學術及產業論壇等在技術研發、人才培養、應用推廣等方面的作用,著力形成多元化、體系化產業發展力量。引導社會組織參與技術和產業政策宣介、項目融資等工作,促進量子信息技術和產業發展生態更加穩健、有活力。

面對嚴峻的國際形勢,我國需抓住有利的時間窗口期,緊密融入國際量子研發體系。我國可依托量子科學試驗衛星等重大科研基礎設施,打造量子科技前沿交流與合作平臺[32],著力吸引歐洲、日、韓、金磚國家和廣大第三世界國家優秀科學家和青年人才來華交流并開展合作研究。充分發揮學術團體、民間協會、行業組織的作用,廣泛開展量子交流合作項目,形成以我國為主的國際合作交流生態。

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