歐美量子科技政策及其背后相關(guān)科學(xué)家分析

葉珍珍 范 瓊 湯書昆

（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，合肥230000）

量子科技是近年來重要的新興技術(shù)，越來越多的國家把量子科技作為國家戰(zhàn)略級科研方向，在量子通信、量子計算機、量子傳感器、量子導(dǎo)航、量子網(wǎng)絡(luò)等細分領(lǐng)域也都有突破性進展［1］。量子科技涉及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科，多學(xué)科研判均認(rèn)為其發(fā)展勢必會影響到科學(xué)領(lǐng)域新方向的出現(xiàn)，因此無論是出于民用還是軍用，各國都迫切希望能有進一步突破。

在眾多國家/地區(qū)中，美國一直高度重視量子信息技術(shù)的研究，將之作為引領(lǐng)未來軍事革命的戰(zhàn)略性、顛覆性技術(shù)；歐洲作為量子理論的發(fā)源地，想要通過實施量子技術(shù)旗艦計劃引領(lǐng)第二次量子革命。自2016年起，無論是歐盟的量子技術(shù)旗艦計劃還是美國的《量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略概述》，都在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了很大的影響。前者是歐盟迄今為止涉及國家最多、投入經(jīng)費最多、時間跨度最長、覆蓋范圍最廣的量子科技政策，是歐盟相關(guān)政策的集大成者，包含了科研領(lǐng)域、人才培育和商業(yè)等各個方面。后者與之類似，也有很強的代表性。

歐盟和美國在現(xiàn)代科技發(fā)展方面早于我國許多年，在科技政策尤其是新興領(lǐng)域科技政策的制定上有著更多的經(jīng)驗，包括量子科技領(lǐng)域。我國在量子科技領(lǐng)域雖起步較晚，但發(fā)展迅速，在許多方向都有趕超之勢，甚至已經(jīng)領(lǐng)先全球。這得益于我們的舉國體制，但在總結(jié)自身優(yōu)勢的同時，我們也應(yīng)該了解他人的發(fā)展軌跡，通過與我們的成功因素進行對比，發(fā)現(xiàn)其可借鑒之處，以幫助我國量子科技更好地發(fā)展。同時，政策制定背后的人，尤其是有行政權(quán)力的科學(xué)家，對政策的推動起著非常大的作用，一定程度上影響著國家或組織下一步的政策制定，對這些科學(xué)家進行研究，了解其學(xué)科構(gòu)成、身份背景等信息，挖掘其特質(zhì)，可為我國的政策制定提供參考。與政策制定相關(guān)的核心科學(xué)家應(yīng)當(dāng)具有較強的前瞻性、國際視野和影響力，是國家在相關(guān)政策制定時找到合適戰(zhàn)略點并快速發(fā)展、延伸的關(guān)鍵。歐盟量子旗艦計劃和美國白宮國家量子戰(zhàn)略概述背后的相關(guān)科學(xué)家都極具代表性，能夠包含量子科技領(lǐng)域政策相關(guān)的大部分核心科學(xué)家。

因此，本文梳理歐盟和美國的量子科技政策變遷和最新動態(tài)，關(guān)注歐盟量子旗艦計劃和美國量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略及其背后的核心科學(xué)家，進而為我國對量子科技領(lǐng)域的發(fā)展研判以及政策支持提出啟示。

1 歐盟量子科技重點政策及其背后的核心科學(xué)家

量子理論發(fā)源于歐洲，歐盟十分看重量子通信技術(shù)在國家經(jīng)濟安全等方面的應(yīng)用潛力，并投入大量資源進行技術(shù)研發(fā)［2］。

1993年以來，量子通信的相關(guān)研究逐漸從理論邁向?qū)嶒?，并向?qū)嵱没较虬l(fā)展。歐盟自1993年起加大量子通信領(lǐng)域的研發(fā)力度，并在理論和實驗研究上均有突破性進展。研究領(lǐng)域最早聚焦于量子遠程傳態(tài)，2012年實現(xiàn)傳輸距離10千米光纖傳輸?shù)?43千米隱形傳輸?shù)耐黄疲?］。2007—2014年，歐盟專注于量子密碼通信和量子密集編碼的研究，實現(xiàn)了量子漫步，進行了地球與太空間的信息傳輸，使衛(wèi)星和衛(wèi)星、衛(wèi)星和地面站間的量子通信成為可能［3］。

1.1 歐盟量子科技重點政策的制定與演化

歐盟在量子科技方面的政策規(guī)劃起始于20世紀(jì)90年代，量子通信自那以后一直以來都是歐盟的重點發(fā)展方向。

2016年3月，歐盟委員會發(fā)布《量子宣言》，計劃投入10億歐元來推動量子技術(shù)旗艦計劃，一半資金由歐盟提供，另一半由成員國提供，而且這10億歐元將在10年內(nèi)分給幾十個實驗室，實際上很難為單一實驗室提供足夠的支持。《量子宣言》2018年啟動量子旗艦計劃，主要關(guān)注4個細分領(lǐng)域：量子通信、量子模擬器、量子傳感器和量子計算機，并劃分出短、中、長期目標(biāo)進行有計劃的研究，并且制定了時間表（表 2）［2］。

表1 歐盟量子科技政策變遷Tab.1 Policy Changes in EU's Quantum Technology Policy

表2 2016年版歐盟量子技術(shù)旗艦計劃時間表Tab.2 Schedule of EU Quantum Technology Flagship Project in 2016

2017年，該旗艦計劃公布了5個主要領(lǐng)域，包括量子計算機、量子模擬、量子傳感與計量學(xué)、量子通信和基礎(chǔ)量子科學(xué)，《量子宣言》中提出的建議大多被接納。量子通信方面的資金，有一筆給予了由12家歐洲研究所和公司組成的量子互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，該聯(lián)盟致力于研發(fā)覆蓋歐洲大陸的“量子隱形傳態(tài)”網(wǎng)絡(luò)；量子計算機的基金撥給了研究超導(dǎo)電路和真空單離子電磁技術(shù)的團隊。其他獲批項目的名稱中也都含有“Q”（Quantum，量子），例如“PhoQuS”（Photons for Quantum Simulation）。此外，部分?jǐn)M議中的技術(shù)比較接近市場應(yīng)用，例如超精密、便攜式原子鐘，以及能用于安全網(wǎng)絡(luò)、芯片大小的隨機數(shù)產(chǎn)生設(shè)備。

2018年4月19日，歐盟委員會正式宣布支持量子宣言計劃，并表示2020年之前會在云計算領(lǐng)域投入20億歐元。

2018年10月29日，歐盟委員會公布了基金的第一批獲得者——包含企業(yè)和公共研究機構(gòu)的20個國際聯(lián)合研究組。他們將獲得通過“地平線2020計劃”撥出的經(jīng)費1.32億歐元，用于進行為期3年的示范項目。2018年10月至2021年9月為量子宣言計劃的初始階段（Ramp-up Phase），2021年以后基金將再資助130個項目，覆蓋從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化的整條價值鏈，并將研究人員與量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)匯集到一起。

此外，在2018年8月，德國聯(lián)邦政府也宣布了一個量子項目，計劃投入經(jīng)費6.5億歐元［5］。

2020年5月，旗艦計劃在其官方網(wǎng)站上發(fā)布了一份戰(zhàn)略研究議程報告，表示將在未來三年推動歐洲范圍的量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，完善和擴展現(xiàn)有數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，為未來的“量子互聯(lián)網(wǎng)”遠景奠定基礎(chǔ)。

報告提到的短期目標(biāo)（3年）包括：基于歐洲量子通信基礎(chǔ)設(shè)施（European Quantum Communications Infrastructure，EuroQCI）端到端安全的考慮，應(yīng)用案例和商業(yè)模型，開發(fā)用于城市間和城市內(nèi)的經(jīng)濟高效且可擴展的設(shè)備和系統(tǒng)；開發(fā)可信節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的功能，提升光纖、自由空間和衛(wèi)星鏈路之間的互操作性；利用量子秘鑰分發(fā)（Quantum Key Distribution，QKD）協(xié)議和具有可信節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)用于全球安全密鑰分發(fā)且基于衛(wèi)星的量子密碼；與歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）等歐洲主流標(biāo)準(zhǔn)組織合作開展標(biāo)準(zhǔn)制定工作，制定用于量子隨機數(shù)發(fā)生器（Quantum Random Number Generator，QRNG）和QKD的認(rèn)證方法；進一步發(fā)展QKD、QRNG和量子安全認(rèn)證系統(tǒng)，為將之用于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)和5G做好技術(shù)準(zhǔn)備；實現(xiàn)歐盟國家間可信節(jié)點上的端到端安全通信［6］。

中長期目標(biāo)（6～10年）包括：演示一系列物理距離遙遠（至少800公里）的量子中繼器；演示至少20個量子比特的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；演示設(shè)備無關(guān)的 QRNG和 QKD［6］。

量子技術(shù)的巨大潛力不言而喻。就量子計算來說，真正的量子計算機能夠在一秒內(nèi)解決傳統(tǒng)計算機需要100年才能解決的并行計算問題［7］，可對保密、金融、材料研發(fā)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響，并發(fā)展成數(shù)十億美元的市場。

1.2 推動歐盟量子技術(shù)旗艦計劃的核心科學(xué)家

歐盟量子旗艦計劃的核心科學(xué)家主要來自高等院校和科研院所。他們是量子科技相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，在學(xué)術(shù)界有著極高的成就和地位。高等院校和科研院所研究人員的工作普遍聚焦于基礎(chǔ)研究，掌握著最頂尖的量子科技，對量子學(xué)科的研究和發(fā)展有著更精準(zhǔn)的把握，對細分領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿τ兄鼘I(yè)的判斷，能夠洞悉量子領(lǐng)域基礎(chǔ)理論的研究規(guī)律，在此基礎(chǔ)上預(yù)估基礎(chǔ)研究以及成果轉(zhuǎn)化所需要的時間。

實際上，在歐盟量子旗艦計劃的管理主體中，科學(xué)顧問委員會由國際頂尖量子技術(shù)專家構(gòu)成，包括諾貝爾獎獲得者、重大量子技術(shù)行動負(fù)責(zé)人等，他們會提供獨立的科學(xué)建議，尤其是在指導(dǎo)委員會專業(yè)力量不足的某些領(lǐng)域。同時，他們還有為量子技術(shù)旗艦計劃增添國際視野的重要作用［8］。

表3為歐盟量子旗艦計劃核心科學(xué)家的相關(guān)信息，可以看到各位科學(xué)家的研究方向包括量子測量、量子計算、量子通信、量子存儲和量子光學(xué)。其中德國的Jürgen Mlynek教授是歐盟旗艦計劃的主席，同時任德國柏林大學(xué)校長以及亥姆霍茲學(xué)會主席；同樣來自德國的Tommaso Calarco教授擔(dān)任歐盟量子旗艦計劃中量子路線圖的第二撰寫人，同時也是德國馬普學(xué)會集成量子科技中心的負(fù)責(zé)人；奧地利的Rainer Blatt教授是歐盟旗艦計劃離子阱量子計算項目的負(fù)責(zé)人，其所在小組是最早做量子信息的小組之一，他和諾貝爾獎得主Wineland同時發(fā)表離子阱的文章；英國的Ian Walmsley教授是歐盟量子旗艦計劃路線圖中量子測量部分的撰寫人，擔(dān)任牛津大學(xué)校長，是英國國家量子技術(shù)計劃的負(fù)責(zé)人；丹麥科學(xué)院院士Eugene Simon Polzik教授和中國的潘建偉院士同時在Science雜志發(fā)表量子隱形傳態(tài)的研究論文，其所在小組也是國際上最早研究量子信息的小組之一；西班牙的Lluis Torner教授是西班牙光子科學(xué)中心的負(fù)責(zé)人（該中心是光學(xué)方面的世界頂級機構(gòu)之一）；荷蘭的ir.Wim Van Saarloos教授是荷蘭科學(xué)院院長。

表3 歐盟量子旗艦計劃核心科學(xué)家Tab.3 Core Scientists of EU Quantum Flagship Project

2 美國量子科技領(lǐng)域政策及其背后的核心科學(xué)家

美國開展量子通信的理論和實驗研究比較早，也最先將之納入國家戰(zhàn)略和國防安全的規(guī)劃。在美國，量子通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)滲透到國家發(fā)展的各個層面，涉及國防、外交、經(jīng)濟、信息、社會等各個領(lǐng)域。美國國防部高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）自20世紀(jì)末開始啟動了多項量子通信相關(guān)研究計劃，對其進行了廣泛研究，量子通信技術(shù)被認(rèn)定在軍事領(lǐng)域有著獨一無二的廣闊應(yīng)用前景［9］。

量子計算機技術(shù)的研究也十分受重視，谷歌、微軟、IBM等美國最具代表性的科技公司都已經(jīng)加入量子計算機技術(shù)的研發(fā)，設(shè)想是從量子計算機技術(shù)突破，在物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)和能源科學(xué)等領(lǐng)域形成多領(lǐng)域貫通的規(guī)模發(fā)育優(yōu)勢［10］。

2.1 美國量子科技政策的制定與演化

美國自1994年開始啟動量子科技相關(guān)的政策規(guī)劃，重點發(fā)展量子信息、量子計算等，負(fù)責(zé)推動的部門包括DARPA、美國能源部、國家科學(xué)技術(shù)委員會等等。

近年來，隨著中國與歐洲在量子信息技術(shù)研發(fā)方面的快速發(fā)展，深感威脅的美國對量子信息技術(shù)進一步調(diào)整思路并加強投入，對于國際的對抗性博弈也做了新的布局。美國科技巨頭在量子物理領(lǐng)域的追加性投資大幅提高，谷歌和微軟等科技公司在量子計算領(lǐng)域呈現(xiàn)出競爭態(tài)勢。

表4 美國量子信息科技政策變遷Tab.4 Policy Changes of Quantum Technology in the United States

2018年9月24日，美國政府在白宮舉辦量子峰會，美國科技巨頭和聯(lián)邦政府官員均有出席，國家量子戰(zhàn)略概述發(fā)布［13］，美國能源部和國家科學(xué)基金會率先公布投資計劃，主要從國家的宏觀層面統(tǒng)籌可用資源來支持和推進研究。

美國一直以來都是通過研發(fā)項目支持量子信息科技的基礎(chǔ)研究。提供資助的政府研發(fā)機構(gòu)以美國能源部、美國國家科學(xué)基金會以及美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院為主。美國能源部和美國國家科學(xué)基金會都為此次國家量子戰(zhàn)略提供資金支持：美國能源部共撥款2.18億美元為85個研究項目提供支持，美國能源部科學(xué)辦公室下屬的3個項目辦公室——高級科學(xué)計算研究辦公室、基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室和高能物理辦公室，將負(fù)責(zé)管理這些項目。其中高級科學(xué)計算研究辦公室主要研究量子計算硬件在科學(xué)應(yīng)用中的適用能力，從而推動適用于量子計算科學(xué)應(yīng)用的設(shè)備架構(gòu)的研發(fā)，也加深科學(xué)家對量子計算的認(rèn)識［13］；美國國家科學(xué)基金會預(yù)備拿出3100萬美元，一方面支持量子計算和量子保密通信的基礎(chǔ)研究，另一方面資助量子領(lǐng)域的科學(xué)家、工程師以及企業(yè)家等的培育。美國國家科學(xué)基金會此前在2018年8月還通過了首個實用型量子計算機項目，提供1500萬美元，資助來自麻省理工等七所高校的研究者共同進行研究，計劃在五年內(nèi)設(shè)計和實現(xiàn)首個離子阱量子計算機［11］。

2020年2月，白宮國家量子協(xié)調(diào)辦公室發(fā)布《美國量子網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略構(gòu)想》，明確了兩個具體目標(biāo)：一是在未來5年，美國公司和實驗室將演示量子互連、量子中繼器、量子存儲器到高通量量子信道和探索跨洲際距離的天基糾纏分發(fā)等量子網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)，并查明這些系統(tǒng)在商業(yè)、科學(xué)、衛(wèi)生和國家安全等方面的潛在影響和改進應(yīng)用；二是在接下來的20年中，利用網(wǎng)絡(luò)化量子設(shè)備實現(xiàn)經(jīng)典技術(shù)無法實現(xiàn)而量子互聯(lián)網(wǎng)特有的新功能，也讓人們更進一步認(rèn)識糾纏能夠起到的作用。文件認(rèn)為，量子信息技術(shù)仍處于早期階段，其未來發(fā)展決定于可靠地連接量子設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施平臺的能力，以及開發(fā)量子信息科學(xué)在安全、傳感和計算模式等方面應(yīng)用的能力［5］。這份構(gòu)想來自美國總統(tǒng)特朗普在2018年12月簽署成法的《國家量子倡議法》（National Quantum Initiative Act，NQIA）以及相關(guān)科研機構(gòu)的推動。2019年10月，特朗普下總統(tǒng)令籌建白宮科學(xué)技術(shù)委員會，再度提及量子計算的重要性。

根據(jù)美國國會審議的預(yù)算，特朗普政府將2021年科研經(jīng)費整體削減了近10%，但出人意料地將量子信息科學(xué)的開支增加約20%至2.37億美元。其中，能源部要求2500萬美元來加速量子互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以達成其長期愿景，即把美國所有的國家實驗室連接起來。

2020年7月，美國能源部又公布了一份規(guī)劃美國量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略藍圖的報告，列出了研究的關(guān)鍵部分：構(gòu)建并整合量子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為量子糾纏創(chuàng)建中繼、開關(guān)和路線，以及量子網(wǎng)絡(luò)功能的糾錯等。這份報告為《國家量子倡議法案》提供了實施的具體路線，以保證美國在全球量子競爭中處于前列，要引領(lǐng)通信新時代。

2.2 推動美國量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略概述的核心科學(xué)家

美國白宮的這份量子戰(zhàn)略概述出自美國國家科學(xué)技術(shù)委員會量子信息科學(xué)分會，委員會成員大都是政府部門的代表（表5），比如Ted Wackler，白宮科技政策辦公室的負(fù)責(zé)人之一，作為政府主管部門代表擔(dān)任委員會主席。在聯(lián)合主席中，白宮科技政策辦公室成員Jacob Taylor是一位量子信息領(lǐng)域的科學(xué)家，主要研究量子計算，也是美國國家量子戰(zhàn)略計劃的主要撰寫人；美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院院長CarlWilliams作為政府下屬部門以及科學(xué)界的代表擔(dān)任聯(lián)合主席，也是一位著名科學(xué)家，曾經(jīng)因為激光冷卻原子獲得2001年度諾貝爾物理學(xué)獎。

表5 美國白宮國家量子戰(zhàn)略概述制定委員會主要成員Tab.5 Main Members of the Development Committee of National Strategic Overview for Quantum Information Science

美國這次的量子峰會由政府主導(dǎo)，推動部門包括白宮國家科學(xué)技術(shù)委員會、美國能源部、國家科學(xué)基金會和國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院。戰(zhàn)略制定的核心人員具有政府人員和科學(xué)家的雙重身份。國家對量子科技的重視對美國量子科技的發(fā)展有極大幫助，政府部門的主導(dǎo)也為美國量子科技的發(fā)展提供了保障。谷歌、微軟、IBM等美國科技公司巨頭都出席了該峰會，他們擁有量子科技領(lǐng)域的科學(xué)家，且對產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律較為熟悉，對于該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，以及有潛力、有實用性的發(fā)展方向都有著較深刻的認(rèn)識。如此由政府主導(dǎo)、科學(xué)家參與，最終由具有政府人員和科學(xué)家雙重身份的學(xué)者作為主要撰寫人，能夠把決策和學(xué)術(shù)判斷良好地結(jié)合起來。

3 我國量子科技發(fā)展

我國量子信息領(lǐng)域雖然起步較晚，但由于國家在戰(zhàn)略上提供了極大的支持和投入，年輕科學(xué)家團隊卓有成效地培育和創(chuàng)新，使得我國在量子科技領(lǐng)域后來居上，在量子通信領(lǐng)域里達到領(lǐng)跑位置，量子計算領(lǐng)域奮力追趕，而在需要厚實積累的量子基礎(chǔ)理論和元器件領(lǐng)域還有較大的差距需要填補。同時，工業(yè)環(huán)境的后續(xù)政策和人才建設(shè)部分，還需要在國家政策指引下，盡快完善起來。梳理我國量子通信發(fā)展與國家政策支持的重要時間節(jié)點如下：

2002年，“國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”將“量子調(diào)控”基礎(chǔ)研究納入規(guī)劃，作為四個重大基礎(chǔ)研究計劃之一。

2008年，潘建偉團隊搭建的兼顧糾纏交換和量子存儲的量子中繼器節(jié)點，為未來實現(xiàn)基于原子系綜系統(tǒng)的量子中繼器打下堅實基礎(chǔ)。

2010年，量子信息“超級973”項目獲得科技部1.3億撥款支持，該項目集聚國內(nèi)十多家大學(xué)和研究所的50多名研究人員，幾乎囊括了當(dāng)時該領(lǐng)域所有的主要研究隊伍。其中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭國平研究組2013年在科技專項“固態(tài)量子芯片”的研究取得重大突破，在“一個電子”上實現(xiàn)了10皮秒級量子邏輯門運算，高出原來的紀(jì)錄近百倍，推動了基于半導(dǎo)體的“量子計算機”的實現(xiàn)。

2015年，習(xí)近平對《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》的說明中把量子通信列入國家重大戰(zhàn)略科技項目。2016年，國務(wù)院“十三五”規(guī)劃繼續(xù)加強科技前瞻布局，要求著力建設(shè)量子通信，構(gòu)建安全物聯(lián)網(wǎng)，力爭在量子通信和量子計算等重點方向率先突破，加強關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，持續(xù)推動量子密鑰技術(shù)應(yīng)用。同年8月，世界第一顆量子通信衛(wèi)星在中國發(fā)射，意味著涉及國民信息安全重要領(lǐng)域的量子保密通信實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

2017年印發(fā)的《“十三五”國家基礎(chǔ)研究專項規(guī)劃》指出，在信息技術(shù)的新一輪競爭中，我國的優(yōu)勢基礎(chǔ)和方向?qū)⑹橇孔油ㄐ藕土孔佑嬎?，?guī)劃中提到首先要在量子保密通信技術(shù)上取得突破進展，架構(gòu)超遠距離的光纖量子網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)星地量子通信系統(tǒng)，實現(xiàn)地空一體的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系建構(gòu)，無縫對接經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)。同年9月29日，我國成功將世界首條量子保密通信干線“京滬干線”與“墨子號”科學(xué)實驗衛(wèi)星進行天地鏈路，從此我國成為世界上首個擁有天地一體化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的國家［14］，并進行了世界首次洲際量子保密通信視頻通話。

2018年，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面加強基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》，強調(diào)了對一些前沿、新興、交叉學(xué)科的建設(shè)，要求加快實施量子通信與量子計算機等“科技創(chuàng)新2030—重大項目”。由人民銀行牽頭，發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、農(nóng)業(yè)部、商務(wù)部、銀保監(jiān)會和證監(jiān)會等九部委共同編制的《十三五現(xiàn)代金融體系規(guī)劃》計劃加強量子保密通信在金融領(lǐng)域應(yīng)用研究，適時投入應(yīng)用。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳下發(fā)的《金融和重要領(lǐng)域密碼應(yīng)用與創(chuàng)新發(fā)展工作規(guī)劃》（2018—2022）也要求大力推動密碼與量子技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)融合創(chuàng)新。

2018年1月，中科大郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的量子重點實驗室全球首次實現(xiàn)半導(dǎo)體體系中三量子比特邏輯門的操控；同年12月，中國科學(xué)家首次在三維空間發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)，證實了量子在三維空間的存在；2019年7月，潘建偉團隊在國際上首次實驗實現(xiàn)全光量子中繼器的原理性驗證，提供了量子通信技術(shù)實現(xiàn)的新方式，2020年3月，該團隊與清華大學(xué)、山東濟南量子技術(shù)研究院等機構(gòu)合作，實現(xiàn)500公里級真實環(huán)境光纖的雙場量子密鑰分發(fā)和相位匹配量子密鑰分發(fā)，傳輸距離達509公里，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄?？梢钥吹剑覈诹孔油ㄐ蓬I(lǐng)域毫不遜色，有著許多全球首創(chuàng)。

從前文對歐盟和美國量子科技相關(guān)的政策梳理可以發(fā)現(xiàn)，量子網(wǎng)絡(luò)是歐盟和美國接下來的發(fā)展重點。中國目前還未提出量子互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略，但2019年12月中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》明確，“加快量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展，統(tǒng)籌布局和規(guī)劃建設(shè)量子保密通信干線網(wǎng)，實現(xiàn)與國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)無縫對接，開展量子通信應(yīng)用試點”［15］。2020年3月，科技部在《關(guān)于科技創(chuàng)新支撐復(fù)工復(fù)產(chǎn)和經(jīng)濟平穩(wěn)運行的若干措施》中表示，要加大對5G、人工智能、量子通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等重大科技項目的實施和支持力度。

從世界范圍內(nèi)的研究進展來看，目前中國的研究重點領(lǐng)域為量子通信，并且在該領(lǐng)域地位全球領(lǐng)先，形成了潘建偉、郭光燦等高水平創(chuàng)新團隊，也涌現(xiàn)出一批掌握領(lǐng)先技術(shù)的高科技公司，如2020年7月科創(chuàng)板上市的科大國盾量子技術(shù)股份有限公司等。中國量子通信產(chǎn)業(yè)的迅速追趕并取得領(lǐng)先優(yōu)勢，來自于國家實力的提升，來自于國家鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策和人才政策，無論是《國家中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》還是《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，都給量子科技領(lǐng)域的研究提供了支持。

但同時，我國量子物理在基礎(chǔ)理論、核心材料與元器件、核心技術(shù)與應(yīng)用等方面還與歐美先進科研團隊有明顯差距，尤其是大型科技企業(yè)在量子技術(shù)的研發(fā)上起步較晚，創(chuàng)新團隊的技術(shù)創(chuàng)新能力和核心技術(shù)的轉(zhuǎn)化水平都亟待提高。量子科技屬于前端科技，相關(guān)技術(shù)只有創(chuàng)新團隊自己培養(yǎng)訓(xùn)練的人才能實現(xiàn)，很難將技術(shù)交付給其他公司承接，目前就中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)來說，一個量子通信實驗室每年畢業(yè)的博士生只有幾人，創(chuàng)新團隊的運作規(guī)模較小。此外，我國的政策和戰(zhàn)略規(guī)劃制定比較滯后，遠遠落后于科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化實踐，這也是進一步發(fā)展的重要制約因素。

4 對中國的啟示

量子科技是關(guān)乎我國未來科技話語權(quán)和國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，我國在該領(lǐng)域雖已具有一定的優(yōu)勢地位，但在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型以及中美關(guān)系變化等因素的沖擊下，接下來的長期發(fā)展將受到影響，優(yōu)勢地位也會受到威脅。通過梳理歐盟和美國的量子科技政策變遷，了解其最新政策規(guī)劃及相關(guān)科學(xué)家，并與我國的情況進行比較，可以得到一些對于我國量子科技發(fā)展的啟示：

1）加快量子國家戰(zhàn)略頂層設(shè)計，形成前瞻性布局。與美國相比，我國的量子科技發(fā)展頂層設(shè)計較少，基本處于自發(fā)的狀態(tài)，研發(fā)的持續(xù)性不夠，相關(guān)政策規(guī)劃的制定相對滯后，無法及時對科技研究和產(chǎn)業(yè)化實踐提供指導(dǎo)和支持。中央政府應(yīng)加快從國家層面進行整體規(guī)劃，整合國內(nèi)資源，前瞻性地制定科研計劃，爭取在量子科技領(lǐng)域競爭中的優(yōu)勢地位。

2）政府部門積極參與，協(xié)同科學(xué)家共同制定方針政策。由政府部門做牽頭人，能夠為項目的實施提供極大的保障，對實施效率和成果水平起到一定的監(jiān)督作用；政府支持能夠更廣泛地吸引工程師和企業(yè)家加入；領(lǐng)域內(nèi)科學(xué)家代表的話語權(quán)應(yīng)得到較高的重視，因為他們不僅僅掌握著領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)，也往往對相關(guān)政策有著更深入的體會，對世界范圍內(nèi)最先進的量子科技進展有著較高的敏銳度。政府和科學(xué)家之間密切合作和有效溝通是政策成功的保證。

3）聚焦核心技術(shù)研發(fā)，給予重點領(lǐng)域持續(xù)性支持。歐盟與美國都把量子通信網(wǎng)絡(luò)作為接下來發(fā)展的重點，把量子互聯(lián)網(wǎng)作為最終的目標(biāo)和愿景。在這一方面，我國已有京滬干線的成功嘗試，可以在此良好基礎(chǔ)上進一步拓展和完善，搶占技術(shù)制高點，掌握領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)。我國應(yīng)將量子科技研發(fā)支出列入國家級財政預(yù)算，保證研發(fā)資金的持續(xù)性，同時最大化利用國家重大科技專項資金，以支持關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)；同時，完善產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機制，探索校企合作交流新模式，優(yōu)先為量子核心領(lǐng)域的發(fā)展提供優(yōu)勢資源，不斷攻堅，創(chuàng)造核心競爭力。

4）通過國家層面項目實施，推動量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國科技金融方面民間資本比較在乎眼前，須由國家層面設(shè)立項目，讓民間資本看到量子科技相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，主動進行投資。同時通過相關(guān)法律和政策的制定推動量子科技的產(chǎn)業(yè)化，順應(yīng)經(jīng)濟形式，融入實體經(jīng)濟。重點扶持量子科技龍頭企業(yè)，培養(yǎng)更多優(yōu)秀企業(yè)，同時深化國際合作，建設(shè)量子產(chǎn)業(yè)布局。

5）多維發(fā)育核心科學(xué)家網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)量子科技人才梯隊。領(lǐng)域內(nèi)核心科學(xué)家之間存在交流與合作網(wǎng)絡(luò)，有必要在了解現(xiàn)有核心科學(xué)家網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，盡量通過國際交流合作和人才培養(yǎng)，在多個維度發(fā)育這一網(wǎng)絡(luò)，盡量保持重要戰(zhàn)略領(lǐng)域的前沿性、科技政策領(lǐng)域的前瞻性，以及在量子信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的活力。引進掌握關(guān)鍵技術(shù)的專業(yè)人才，以更好地應(yīng)對可能的國際封鎖，同時推進高校內(nèi)的量子學(xué)科建設(shè)，著重培養(yǎng)重點領(lǐng)域年輕的專業(yè)人才，逐步形成人才梯隊，鼓勵高校、科研機構(gòu)和企業(yè)一起發(fā)展和壯大我國的量子科技創(chuàng)新團隊。