基于多元關(guān)系融合的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式識(shí)別方法研究

劉佳　鐘永恒　何曉東等

關(guān)鍵詞： 科學(xué)關(guān)聯(lián)度； 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度； 多元關(guān)系； 技術(shù)關(guān)聯(lián)； 關(guān)聯(lián)模式； 量子通信

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０２４．０６．００６

〔中圖分類號(hào)〕Ｇ３０１ 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕Ａ 〔文章編號(hào)〕１００８－０８２１ （２０２４） ０６－００６７－１５

“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈， 圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈， 促進(jìn)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈雙向融合、精準(zhǔn)對(duì)接、相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展” 等內(nèi)容成為各地科技創(chuàng)新“十四五” 規(guī)劃的重要內(nèi)容。廣東省、上海市、天津市、湖北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地區(qū)已發(fā)布的科技創(chuàng)新“十四五” 規(guī)劃中， 對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的雙向融合方式、重點(diǎn)推進(jìn)領(lǐng)域均作了具體要求。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈， 就是要求在產(chǎn)業(yè)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)都將科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合； 圍繞創(chuàng)新鏈建立產(chǎn)業(yè)鏈， 就是要圍繞核心高技術(shù)研發(fā)組建產(chǎn)業(yè)鏈［１］ 。產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈融合發(fā)展， 需要解決的首要問題是在每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研深度融合［２］ 。因此， 開展科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的研究， 對(duì)揭示技術(shù)關(guān)聯(lián)的科學(xué)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)方向， 促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合具有重要意義。

數(shù)據(jù)資源的極大豐富和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的迅速發(fā)展， 為從海量數(shù)據(jù)中定量挖掘技術(shù)與科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)系提供了有力支撐。尤其是文本挖掘技術(shù)飛速發(fā)展， 自然語言處理技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)挖掘與可視化等技術(shù)日新月異， 不斷更迭， 可以提高和加深原有研究的效度和粒度， 為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和挖掘科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)模式提供新方法和新思路。

目前關(guān)于科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的研究以定性分析為主， 缺少融合多元關(guān)系的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)關(guān)系的測(cè)度指標(biāo)， 影響了對(duì)科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的認(rèn)識(shí)。專利與論文之間的引用關(guān)系、內(nèi)容相似度關(guān)系、相同主體的關(guān)系， 以及專利與產(chǎn)品之間的交叉關(guān)系均從不同角度展現(xiàn)了科學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此， 本研究擬以論文代表科學(xué)、專利代表技術(shù)、產(chǎn)品代表產(chǎn)業(yè)， 設(shè)計(jì)科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)， 構(gòu)建科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的識(shí)別框架， 理論上為科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的識(shí)別提供一種新的研究思路和手段； 實(shí)踐上為揭示技術(shù)關(guān)聯(lián)的科學(xué)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)方向提供依據(jù)， 為創(chuàng)新政策的制定、資源的合理配置提供決策支撐。

１ 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的理論基礎(chǔ)

１.１ 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)理論研究

科學(xué)與技術(shù)之間具有復(fù)雜的雙向作用。Ｒｉｐ Ａ［３］指出， 科學(xué)與技術(shù)并不是靜態(tài)的、簡(jiǎn)單的統(tǒng)一整體，而是以多種方式持續(xù)發(fā)生關(guān)聯(lián)， 兩者就像一對(duì)共舞者相互配合、協(xié)作。Ｐｒｉｃｅ Ｄ Ｊ［４］ 指出， 知識(shí)可能從科學(xué)流向技術(shù)， 也可能從技術(shù)流向科學(xué)， 二者之間的互動(dòng)能夠推動(dòng)領(lǐng)域的快速發(fā)展， 一方面科學(xué)知識(shí)的突變或科學(xué)原理的變化為引導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新和突破技術(shù)瓶頸發(fā)揮了極其重要的作用［５－６］ ； 另一方面現(xiàn)代科學(xué)研究更加依賴技術(shù)， 技術(shù)為科學(xué)研究提供了更優(yōu)的條件和更全面的視角［７－８］ ?？茖W(xué)與技術(shù)之間的互動(dòng)過程并非線性關(guān)系， 不同學(xué)者從不同理論角度論述二者之間的關(guān)系。Ｂａｓｓｅｃｏｕｌａｒｄ Ｅ 等［９］ 基于系統(tǒng)論思想， 發(fā)現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)通過相互制約和耦合形成全新的整體效應(yīng)。李醒民［１０］ 從自然辯證法角度論證科學(xué)和技術(shù)互動(dòng)的形式多種多樣， 互動(dòng)的過程錯(cuò)綜復(fù)雜， 而不是線性的。王建芳［１１］ 從科學(xué)知識(shí)進(jìn)化的基因理論、技術(shù)系統(tǒng)演化理論、科學(xué)與技術(shù)知識(shí)之間的互動(dòng)理論３ 個(gè)角度綜述了科學(xué)與技術(shù)演化過程， 指出科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)是互動(dòng)發(fā)展的， 科學(xué)與技術(shù)知識(shí)之間的交互與轉(zhuǎn)移具有規(guī)律性?？茖W(xué)與技術(shù)的互動(dòng)方式有多種。根據(jù)科學(xué)與技術(shù)之間的作用方向， 二者的互動(dòng)方式可以分為科學(xué)推動(dòng)技術(shù)、技術(shù)推動(dòng)科學(xué)、科學(xué)技術(shù)雙向交互發(fā)展、科學(xué)與技術(shù)各自獨(dú)立發(fā)展４ 種［１２］ 。根據(jù)科學(xué)與技術(shù)之間的作用強(qiáng)度， 二者的互動(dòng)方式分為科學(xué)與技術(shù)之間的融合、科學(xué)與技術(shù)之間的互動(dòng)協(xié)作、科學(xué)與技術(shù)間的知識(shí)傳遞以及技術(shù)對(duì)科學(xué)的依賴［１３］ 。

技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展也是相互作用的，技術(shù)創(chuàng)新能夠通過多種途徑對(duì)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的演化產(chǎn)生影響， 反過來， 產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的演進(jìn)也會(huì)影響技術(shù)創(chuàng)新的活動(dòng)與過程［１４］ 。當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展往往伴隨新科研成果和新興技術(shù)發(fā)明的出現(xiàn)， 當(dāng)１ 項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)重要的技術(shù)創(chuàng)新出現(xiàn)后， 會(huì)隨之涌現(xiàn)出一系列以此技術(shù)為基礎(chǔ)或與此技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)， 新技術(shù)的出現(xiàn)以及進(jìn)步會(huì)給全球產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來重大變革［１５］ 。董坤［１６］ 在參考科學(xué)—技術(shù)關(guān)聯(lián)雙螺旋模型的基礎(chǔ)上，對(duì)科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)互動(dòng)關(guān)系形式進(jìn)行重新思考，同時(shí)結(jié)合科技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)踐提煉出科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的三螺旋互動(dòng)關(guān)系模式。

以上理論研究成果揭示了技術(shù)創(chuàng)新是復(fù)雜動(dòng)態(tài)的過程， 從科學(xué)到技術(shù)， 再到產(chǎn)業(yè)， 不是簡(jiǎn)單的單向推導(dǎo)， 而是產(chǎn)學(xué)研深度融合的過程［１７］ 。本文認(rèn)為科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)“三位一體” 共同推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。

１.２ 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)路徑研究

１.２.１ 科學(xué)—技術(shù)關(guān)聯(lián)路徑

科學(xué)計(jì)量領(lǐng)域， 以科學(xué)論文作為科學(xué)研究的載體， 技術(shù)專利作為技術(shù)創(chuàng)新的載體， 研究科學(xué)—技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系已成為共識(shí)［１８－２１］ 。分析的角度包括創(chuàng)新主體的關(guān)系和知識(shí)單元內(nèi)容的關(guān)系。創(chuàng)新主體包括大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、科學(xué)研究者、技術(shù)開發(fā)者等。知識(shí)單元內(nèi)容的關(guān)系包括專利與科學(xué)論文的引用關(guān)系、科研人員的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)（合作、共現(xiàn)）、專利與科學(xué)論文的內(nèi)容相似或相近關(guān)系。根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系主／ 客體以及相互之間的關(guān)系， 可以得到科學(xué)與技術(shù)之間有９ 種關(guān)聯(lián)路徑， 如表１ 所示。進(jìn)一步可以劃分為４ 種類別， 即引用關(guān)系、創(chuàng)新主體共現(xiàn)關(guān)系、類目映射關(guān)系、主題詞相同／ 相似關(guān)系。

１） 引用關(guān)系。專利和論文均含有參考文獻(xiàn)，通過專利引用論文、論文引用專利、專利與論文互相引用可以形成有向引用關(guān)系和無向關(guān)聯(lián)關(guān)系。

２） 類目映射關(guān)系?？萍颊撐暮蛯＠谐墒斓姆诸愺w系。通過構(gòu)建科學(xué)論文分類體系和專利分類體系類目含義上的映射關(guān)系， 形成類目映射關(guān)系。

３） 創(chuàng)新主體關(guān)系。創(chuàng)新主體可以分為創(chuàng)新個(gè)體和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。專利中的創(chuàng)新個(gè)體對(duì)應(yīng)于發(fā)明人，創(chuàng)新機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于申請(qǐng)人； 論文中的創(chuàng)新個(gè)體對(duì)應(yīng)于作者， 創(chuàng)新機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于作者歸屬機(jī)構(gòu)。根據(jù)是否發(fā)表論文或申請(qǐng)專利， 將創(chuàng)新個(gè)體分為３ 類， 一是學(xué)術(shù)型發(fā)明人， 指既發(fā)表論文又申請(qǐng)專利的創(chuàng)新主體； 二是純發(fā)明人， 指僅申請(qǐng)專利的創(chuàng)新主體； 三是純學(xué)術(shù)型創(chuàng)新主體， 僅撰寫論文的創(chuàng)新主體。作者—發(fā)明人關(guān)系方法是指以學(xué)術(shù)型發(fā)明人為關(guān)系紐帶， 研究論文和專利之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的方法。相應(yīng)地， 根據(jù)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)是否發(fā)表論文或申請(qǐng)專利， 可以分為學(xué)術(shù)型申請(qǐng)人， 純申請(qǐng)人、純學(xué)術(shù)型研究機(jī)構(gòu)。根據(jù)學(xué)術(shù)型發(fā)明人、學(xué)術(shù)型申請(qǐng)人在專利和論文中的創(chuàng)新活動(dòng)關(guān)系可以形成創(chuàng)新主體關(guān)系。

４） 主題關(guān)聯(lián)關(guān)系。論文由作者提供關(guān)鍵詞，主題可以通過關(guān)鍵詞聚類獲得， 也可以通過文本挖掘方法根據(jù)論文標(biāo)題、摘要、全文等內(nèi)容提取主題。專利文件本身沒有關(guān)鍵詞和主題， 一般利用文本挖掘方法可以從專利標(biāo)題、摘要、說明書或者權(quán)利要求項(xiàng)提取關(guān)鍵詞或主題。每份專利文檔或者論文文檔均含有多個(gè)關(guān)鍵詞和主題， 以關(guān)鍵詞或主題為節(jié)點(diǎn)， 關(guān)鍵詞的相同、相似關(guān)系或者主題相似關(guān)系為連線， 形成主題關(guān)聯(lián)關(guān)系。

１.２.２ 技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)路徑

在產(chǎn)品作為產(chǎn)業(yè)表征［２２－２３］ ， 專利作為技術(shù)表征的前提下， 通過專利文本、專利分類、專利主題等維度可以發(fā)現(xiàn)， 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間有３ 種關(guān)聯(lián)路徑， 即專利技術(shù)與產(chǎn)品的應(yīng)用關(guān)系、專利分類與產(chǎn)業(yè)分類的映射關(guān)系、專利技術(shù)主題與市場(chǎng)需求主題的匹配關(guān)系， 如表２所示。

總體上， 科學(xué)—技術(shù)、技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系共涵蓋１２ 種關(guān)聯(lián)路徑。本研究基于數(shù)據(jù)可獲取性、指標(biāo)可對(duì)比性、結(jié)果的有效性等維度重點(diǎn)選擇了４ 種關(guān)聯(lián)路徑， 即專利引用論文、學(xué)術(shù)型申請(qǐng)人、相似主題、專利應(yīng)用于產(chǎn)品， 并以技術(shù)作為科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的紐帶， 形成科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的判斷依據(jù)， 如圖１ 所示。

２ 分析框架設(shè)計(jì)

本文遵循“數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理—主題提取—關(guān)系挖掘—關(guān)聯(lián)模式可視化” 的研究思路設(shè)計(jì)科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式識(shí)別的研究框架， 如圖２所示。第一， 根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研、專家組意見， 制定領(lǐng)域檢索式， 并對(duì)領(lǐng)域內(nèi)的海量論文、專利、產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、采集。第二， 基于ＬＤＡ 主題模型，對(duì)獲取的論文、專利、產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行主題提取， 定量地識(shí)別語義主題。第三， 挖掘?qū)＠麛?shù)據(jù)與論文數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間主題粒度的多元關(guān)聯(lián)關(guān)系并進(jìn)行測(cè)度。第四， 基于科學(xué)—技術(shù)、技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)程度， 識(shí)別出科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式。

２.１ 數(shù)據(jù)獲取與處理

創(chuàng)新者產(chǎn)生成果， 機(jī)構(gòu)鼓勵(lì)創(chuàng)新者為他們的成果出版論文、申請(qǐng)專利、標(biāo)準(zhǔn)、商品等。知識(shí)在創(chuàng)新過程中相互交換， 并在交換過程中實(shí)現(xiàn)文件化。因此， 各類科技文獻(xiàn)作為科技活動(dòng)的副產(chǎn)品， 為挖掘技術(shù)創(chuàng)新過程提供了依據(jù)。論文是基礎(chǔ)研究成果的表現(xiàn)形式， 專利文獻(xiàn)是技術(shù)創(chuàng)新成果的表現(xiàn)形式，盡管論文和專利不能代表科技創(chuàng)新產(chǎn)出的全部成果，但是通過論文計(jì)量分析可以獲取基礎(chǔ)研究的總體趨勢(shì)［２４］ ， 通過專利分析可以發(fā)現(xiàn)技術(shù)活動(dòng)充分和詳細(xì)的信息［２５－２７］ 。產(chǎn)品反映的是科學(xué)、技術(shù)知識(shí)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用情況， 可在一定程度上揭示市場(chǎng)需求變化及發(fā)展動(dòng)向。因此， 本文以論文、專利及產(chǎn)品數(shù)據(jù)為分析對(duì)象， 分別從中獲取科學(xué)主題、技術(shù)主題及產(chǎn)業(yè)主題。

對(duì)論文數(shù)據(jù)集和專利數(shù)據(jù)集的標(biāo)題、摘要信息進(jìn)行合并， 將其作為ＬＤＡ 主題模型的文本語料，形成初始語料庫。在語料庫的基礎(chǔ)上， 利用ＤＤＡ內(nèi)置停用詞刪除部分詞語， 利用正則表達(dá)式進(jìn)一步清洗特殊符號(hào)， 保證語料的可靠性。利用ＤＤＡ 關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)功能， 得到初始的領(lǐng)域關(guān)鍵詞術(shù)語表。根據(jù)ＬＤＡ 模型得到的“文檔—特征詞” 表進(jìn)一步調(diào)整停用詞和領(lǐng)域關(guān)鍵詞術(shù)語表， 保證分詞結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

２.２ 主題提取

主題提取是為了下一步開展基于主題粒度的關(guān)系挖掘。ＴＦ－ＩＤＦ、Ｔｅｘｔ Ｒａｎｋ 方法無法區(qū)分主題之間的關(guān)系強(qiáng)度， 導(dǎo)致無法很好地揭示主題之間的關(guān)系。因此， 本文選用ＬＤＡ 主題模型方法對(duì)專利和論文文本數(shù)據(jù)進(jìn)行主題識(shí)別。該方法分為ＬＤＡ 主題模型構(gòu)建、ＬＤＡ 模型迭代次數(shù)確定、ＬＤＡ 模型主題數(shù)量確定、ＬＤＡ 主題解讀等步驟。ＬＤＡ 主題提取準(zhǔn)確度直接由主題數(shù)量決定， 為提高ＬＤＡ 主題模型準(zhǔn)確度，本文結(jié)合困惑度（Ｐｅｒｐｌｅｘｉｔｙ）及“肘形” 理論確定模型參數(shù)， 困惑度用于度量概率分布或概率模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與樣本的契合程度， 困惑度越低則契合越準(zhǔn)確［２８］ ?！爸庑巍?是困惑度曲線的拐點(diǎn)， 該拐點(diǎn)與上一節(jié)點(diǎn)差值最大， 與后一節(jié)點(diǎn)的差值最小， “肘形”對(duì)應(yīng)的主題數(shù)為模型的最優(yōu)主題數(shù)［２９］ 。產(chǎn)品數(shù)據(jù)的主題以ＴＯＤ 獲得的產(chǎn)品數(shù)據(jù)清單為基礎(chǔ)， 通過人工判斷產(chǎn)品類別構(gòu)建產(chǎn)品主題。

２.３ 多元關(guān)系挖掘與測(cè)度

科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。本研究基于論文、專利數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 探究科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 構(gòu)建科學(xué)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)；基于專利與產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 探究技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 構(gòu)建產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)。

２.３.１ 科學(xué)關(guān)聯(lián)度

科學(xué)關(guān)聯(lián)度的計(jì)算過程由４ 部分組成， 如圖３所示。第一部分， 選擇可靠的論文、專利數(shù)據(jù)庫，分別制定論文、專利檢索式， 建立論文、專利數(shù)據(jù)集， 數(shù)據(jù)經(jīng)處理后形成ＬＤＡ 主題模型語料庫。第二部分， 利用ＬＤＡ 主題模型對(duì)論文、專利數(shù)據(jù)聚類， 形成文檔—主題矩陣和主題—詞矩陣。第三部分， 基于專利的引文數(shù)據(jù)、申請(qǐng)人數(shù)據(jù)、摘要文本數(shù)據(jù)， 以及論文的發(fā)文機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)、摘要文本數(shù)據(jù)，挖掘?qū)＠黝}與論文主題引用關(guān)聯(lián)、主體關(guān)聯(lián)、內(nèi)容關(guān)聯(lián)， 計(jì)算得到引用關(guān)聯(lián)度、主體關(guān)聯(lián)度和內(nèi)容關(guān)聯(lián)度。第四部分， 融合引用關(guān)聯(lián)度、主體關(guān)聯(lián)度和內(nèi)容關(guān)聯(lián)度， 計(jì)算得到科學(xué)關(guān)聯(lián)度。

以下對(duì)引用關(guān)聯(lián)度、主體關(guān)聯(lián)度、內(nèi)容關(guān)聯(lián)度、科學(xué)關(guān)聯(lián)度的指標(biāo)計(jì)算方法分別進(jìn)行介紹。

１） 引用關(guān)聯(lián)度ＣＲＩｃ 。引用關(guān)聯(lián)度用于反映專利與論文主題之間的引用關(guān)系。Ｎａｒｉｎ Ｆ 等［３０］ 提出利用專利所引用的科學(xué)論文或研究報(bào)告等的平均數(shù)量測(cè)度技術(shù)創(chuàng)新對(duì)基礎(chǔ)研究的依賴程度。據(jù)此設(shè)計(jì)本文的引用關(guān)聯(lián)度指標(biāo)， 計(jì)算公式如式（１） 所示：

２.３.２ 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度

產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的計(jì)算過程由３ 部分組成， 如圖４所示。第一部分， 建立專利數(shù)據(jù)集和產(chǎn)品數(shù)據(jù)集。用產(chǎn)品數(shù)據(jù)集匹配專利摘要文本， 計(jì)算每個(gè)產(chǎn)品詞在專利文檔中出現(xiàn)頻次， 形成專利文檔—產(chǎn)品詞矩陣； 第二部分， 依據(jù)專利的ＬＤＡ 主題模型聚類結(jié)果， 計(jì)算每個(gè)產(chǎn)品詞在各專利主題包含的專利文檔中出現(xiàn)的頻次， 形成專利主題—產(chǎn)品詞矩陣； 第三部分， 基于產(chǎn)品詞清單， 通過文獻(xiàn)調(diào)研和專家咨詢，構(gòu)建產(chǎn)品—主題詞典， 以專利標(biāo)題和摘要中出現(xiàn)的產(chǎn)品詞為依據(jù)， 以專利主題—產(chǎn)品詞和產(chǎn)品—主題詞典為基礎(chǔ)計(jì)算得到產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)深度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)廣度，最后得到產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度。

２.４ 關(guān)聯(lián)模式識(shí)別

為了綜合反映技術(shù)主題的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)關(guān)系， 本文嘗試根據(jù)科學(xué)關(guān)聯(lián)度（ＳＬ）和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度（ＩＬ）對(duì)技術(shù)主題的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式劃分為４ 種模式， 分別對(duì)應(yīng)４ 個(gè)象限， 如圖５ 所示， 并將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ４ 個(gè)象限的技術(shù)主題分別命名為Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式、Ｔ－Ｉ 模式、Ｓ 模式和Ｓ－Ｔ 模式。Ⅰ象限技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度均較高， 說明科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)頻繁， 創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合程度高， 是當(dāng)前發(fā)展最為活躍的技術(shù)， 也是產(chǎn)業(yè)化程度最高的技術(shù)。Ⅱ象限技術(shù)科學(xué)關(guān)聯(lián)度低， 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高， 說明科學(xué)與技術(shù)之間互動(dòng)較少， 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)較多， 此類技術(shù)主題的科學(xué)積累薄弱， 技術(shù)發(fā)展的穩(wěn)定性有待檢驗(yàn)。Ⅲ象限技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度均較低，說明科學(xué)與技術(shù)之間、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)較少，此類技術(shù)主題未來市場(chǎng)前景不明確， 當(dāng)前處于科學(xué)研究階段。Ⅳ象限技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度高， 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度低， 說明科學(xué)與技術(shù)之間互動(dòng)較多， 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)較少， 需要增強(qiáng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的互動(dòng)， 提高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程度。

３ 實(shí)證研究

量子通信理論產(chǎn)生于科學(xué)綜合期， 其最初出現(xiàn)的目的和意義在于突破現(xiàn)有經(jīng)典信息系統(tǒng)的極限。隨著量子通信自身理論的發(fā)展， 量子通信克服了經(jīng)典加密技術(shù)的安全隱患， 是當(dāng)前唯一被嚴(yán)格證明的無條件安全通信方式， 成為各國科學(xué)研究的重點(diǎn)［３２］ 。此后， 國與國間的激烈競(jìng)爭(zhēng)使得量子通信理論得到快速發(fā)展。就目前而言， 量子通信技術(shù)的基礎(chǔ)研究成果比較豐富， 并正由基礎(chǔ)研究走向應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究［３３］ ， 具備構(gòu)建“科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)” 網(wǎng)絡(luò)所需的論文、專利和產(chǎn)品數(shù)據(jù)， 所以選擇量子通信領(lǐng)域作為實(shí)證研究領(lǐng)域， 以此驗(yàn)證科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式識(shí)別方法的可行性和準(zhǔn)確性。

３.１ 數(shù)據(jù)來源及獲取

１） 論文數(shù)據(jù)。以Ｗｅｂ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ 為論文數(shù)據(jù)源， 采用高級(jí)檢索方式， 獲得論文數(shù)據(jù)５０ ５１９篇。

檢索式為ＴＳ＝（“ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ?” ＯＲ “ｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃ?” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍ ｋｅｙ” ＯＲ “ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ” ＯＲ “ｎｅｕｔｒａｌ ａｔｏｍ” ＯＲ “ｋｅｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍ ｍｅｍｏｒ? ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍｎｏｎｌｏｃａｌｉｔｙ” ＯＲ “ｐｈｏｔｏｎ ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ” ＯＲ “ｅｎｔａｎ?ｇｌｅｄ ｐｈｏｔｏｎ” ＯＲ “ｐｈｏｔｏｎ ｄｅｔｅｃｔ? ” ＯＲ “ｒｅｓｏｎａｎｃｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍ ｇａｔｅｗａｙ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍｓｗｉｔｃｈ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍ ｒａｎｄｏｍ ｓｗｉｔｃｈ” ＯＲ “ｑｕａｎｔｕｍｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ” ＯＲ “ ｑｕａｎｔｕｍａｎｄ ｔｅｌｅｐｏｒｔａｔｉｏｎ ” ＯＲ“ｑｕａｎｔｕｍ ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ” ＯＲ “ ｑｕａｎｔｕｍ ｎｅｔｗｏｒｋ” ＯＲ“ ｑｕａｎｔｕｍ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ? ” ＯＲ “ ｑｕａｎｔｕｍ ｒｅｌａｙ ” ＯＲ“ｑｕａｎｔｕｍ ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ”）。

２） 專利數(shù)據(jù)。選擇德溫特專利數(shù)據(jù)庫（Ｄｅｒ?ｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ， ＤＩＩ）作為專利數(shù)據(jù)源， 采用高級(jí)檢索方式， 獲得專利數(shù)據(jù)１５ ９９７項(xiàng)。檢索關(guān)鍵詞以論文數(shù)據(jù)檢索關(guān)鍵詞為基礎(chǔ)， 加入分類號(hào)Ｈ０４Ｌ９ 和Ｈ０４Ｂ１０。

３） 產(chǎn)品數(shù)據(jù)。選用韓國科技信息研究所（Ｋｏ?ｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ＫＩＳＴＩ）開發(fā)的產(chǎn)品機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫（ＴＯＤ 數(shù)據(jù)庫， ｔｏｄ．ｋｉｓｔｉ．ｒｅ．ｋｒ）為產(chǎn)品數(shù)據(jù)來源。該數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品詞均來源于美國專利商標(biāo)局中的商標(biāo)信息。ＴＯＤ 數(shù)據(jù)庫共收錄１６４ ０３０個(gè)產(chǎn)品詞［３４］ 。使用ＴＯＤ 數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品詞， 作為領(lǐng)域產(chǎn)品詞表來源。

由于研究數(shù)據(jù)時(shí)間跨度較大， 全局?jǐn)?shù)據(jù)分析將導(dǎo)致重要主題被淹沒， 所以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間段劃分。選擇２００３—２０２２ 年近２０ 年數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象， 以５ 年為一個(gè)時(shí)期， 各時(shí)期的論文文獻(xiàn)數(shù)、專利文獻(xiàn)數(shù)、產(chǎn)品詞數(shù)量均呈現(xiàn)增長趨勢(shì)， 具體分布情況如圖６ 所示。

３.２ 主題識(shí)別結(jié)果

按照研究流程所述步驟， 利用ＬＤＡ 主題模型分別對(duì)預(yù)處理后的專利和論文語料庫進(jìn)行聚類， 根據(jù)困惑度（Ｐｅｒｐｌｅｘｉｔｙ）及“肘形” 理論確定專利技術(shù)主題數(shù)和論文主題數(shù)。經(jīng)過Ｐｙｔｈｏｎ 編程共提煉出４ 個(gè)時(shí)期的專利技術(shù)主題集群（Ｐａｔ＿ＴＳ）和論文主題集群（Ｐａｐ＿ＴＳ）。利用Ｐｙｔｈｏｎ 算法， 對(duì)專利中涵蓋的產(chǎn)品詞數(shù)量進(jìn)行標(biāo)引、歸類， 得到各時(shí)期的產(chǎn)品主題詞及產(chǎn)品主題集群（Ｐｒｏ＿ＴＳ）。４ 個(gè)時(shí)期的主題數(shù)量識(shí)別結(jié)果如圖７ 所示， 論文主題、專利主題、產(chǎn)品主題４ 個(gè)時(shí)期累計(jì)數(shù)量分別為５４ 個(gè)、６１個(gè)、３７９ 個(gè)。

３.３ 多元關(guān)系挖掘與測(cè)度

依據(jù)科學(xué)關(guān)聯(lián)度、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法， 得到４ 個(gè)時(shí)期的科學(xué)關(guān)聯(lián)度、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度?？茖W(xué)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)中的引用關(guān)聯(lián)度、內(nèi)容關(guān)聯(lián)度、主體關(guān)聯(lián)度的權(quán)重采用全局?jǐn)?shù)據(jù)， 通過ＣＲＩＴＩＣ 法計(jì)算得到， 權(quán)重依次為０.２８、０.２９、０.４２。為了較直觀地展示量子通信領(lǐng)域各技術(shù)主題與科學(xué)主題、產(chǎn)業(yè)主題的關(guān)聯(lián)程度， 利用Ｐｙｔｈｏｎ 的Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ、Ｓｅａｂｏｒｎ 工具包，繪制４ 個(gè)時(shí)期的主題關(guān)聯(lián)熱力圖， 如圖８～圖１１ 所示。從４ 個(gè)時(shí)期的科學(xué)關(guān)聯(lián)度熱力圖來看， 科學(xué)—技術(shù)關(guān)聯(lián)逐步加強(qiáng)， 在Ｐ３ 時(shí)期達(dá)到最高， 且多數(shù)技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度高于０.２， 說明量子通信技術(shù)的發(fā)展高度依賴科學(xué)理論研究成果， ２０１８ 年及以后量子通信技術(shù)發(fā)展對(duì)科學(xué)理論研究的依賴程度開始減弱， 更多地依賴現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新成果取得突破；從４ 個(gè)時(shí)期的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度熱力圖來看， 技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)持續(xù)處于增強(qiáng)趨勢(shì)， 說明隨著量子通信技術(shù)的成熟， 技術(shù)創(chuàng)新成果逐漸走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用， 未來技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度將進(jìn)一步增強(qiáng)。

３.４ 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

在獲得各時(shí)期技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度后， 需要結(jié)合閾值識(shí)別各技術(shù)主題的關(guān)聯(lián)模式。本文采用科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)作為閾值， 其中科學(xué)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)為２.８２４６， 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)為２.４２６６。依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)， 量子通信領(lǐng)域４ 個(gè)時(shí)期６１ 個(gè)技術(shù)主題數(shù)共分為Ｓ 模式、Ｓ－Ｔ 模式、Ｔ－Ｉ 模式、Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式４ 種模式。其中， Ｓ 模式、Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題數(shù)量最多， 各包含１７ 個(gè)技術(shù)主題， 具體分布如圖１１ 所示。如圖１２ 所示， 在量子通信領(lǐng)域發(fā)展早期， 技術(shù)主題的科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度均較低， 以Ｓ 模式為主， 說明該時(shí)期量子通信技術(shù)領(lǐng)域已有的可供借鑒的研究成果較少，技術(shù)原創(chuàng)性較高， 現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)應(yīng)用較少。隨著時(shí)間推移， Ｓ－Ｔ 模式和Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題越來越多， 表明科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)逐漸頻繁， 科學(xué)流向技術(shù)， 技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展； 同時(shí)， Ｔ－Ｉ模式的技術(shù)主題在各時(shí)期均有分布， 表明量子通信技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)一直伴隨著量子通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

３.５ 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的主題分析

圖１３ 是量子通信領(lǐng)域４ 個(gè)時(shí)期各技術(shù)主題科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式的可視化圖譜， 橫軸為科學(xué)關(guān)聯(lián)度， 其交叉位置為科學(xué)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)； 縱軸為產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度， 其交叉位置為產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)。圖中圓點(diǎn)代表技術(shù)主題， 各技術(shù)主題的標(biāo)簽采用“時(shí)期＋主題序號(hào)” 格式標(biāo)注， 如“１－１” 代表第１ 時(shí)期主題序號(hào)為１ 的技術(shù)主題。

下面重點(diǎn)對(duì)各個(gè)時(shí)期技術(shù)主題的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式進(jìn)行分析， 并對(duì)各種模式下專利數(shù)量最多的技術(shù)主題的具體技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行深入分析。

３.５.１ Ｐ１ 時(shí)期科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式

２００３—２００７ 年， 量子通信領(lǐng)域技術(shù)主題涵蓋Ｓ模式和Ｔ－Ｉ 模式。Ｓ 模式的技術(shù)主題數(shù)有５ 個(gè)， 分別是１＿１、１＿３、１＿５、１＿６、１＿７。其中， 技術(shù)主題１＿３（碳量子點(diǎn)）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為６１２ 件專利， 高于該模式下其他主題對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量。該主題包含的重要主題詞有材料、復(fù)合物、有機(jī)、聚合物、Ｆｏｒ?ｍｕｌａ、Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ、派生物。碳量子點(diǎn)（Ｃａｒｂｏｎ Ｑｕａｎ?ｔｕｍ Ｄｏｔｓ， ＣＱＤｓ）是一種粒徑小于１０ｎｍ 的零維碳納米材料， 具有優(yōu)異的發(fā)光性能、低毒、低成本、低壽命等優(yōu)點(diǎn)［３５］ ， 在通信領(lǐng)域有巨大應(yīng)用前景［３６］ 。

Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題數(shù)有兩個(gè)， 分別是１＿２、１＿４。其中， 技術(shù)主題１＿２（量子光源）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為１ ４３２件， 高于其他主題對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量。該主題包含的重要主題詞有激光、光學(xué)、波長、光束、信號(hào)、光子、通信等。光源模塊是量子密鑰分發(fā)（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ＱＫＤ）系統(tǒng)發(fā)送方最主要的模塊之一， 其光源為弱相關(guān)光源。激光是由受激輻射而產(chǎn)生的相同模式的相位關(guān)聯(lián)的光， 是一種較好的弱相干光源， 其中單模激光器因其較高的輸出激光質(zhì)量、較低的激光閾值和良好的激光轉(zhuǎn)換效率在量子通信中廣泛應(yīng)用［３７］ 。

材料和光源模塊是該時(shí)期的發(fā)展重點(diǎn)， 且Ｓ 模式的技術(shù)主題占有較大比例， 即科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度均較低的技術(shù)主題較多， 表明量子通信技術(shù)屬于原創(chuàng)性較高的技術(shù)領(lǐng)域； 量子光源屬于Ｔ－Ｉ 模式， 科學(xué)關(guān)聯(lián)度低， 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高， 主要是因?yàn)榱孔庸庠搓P(guān)鍵核心技術(shù)主要來源于已有的光電子技術(shù)領(lǐng)域， 相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用較廣泛。

３.５.２ Ｐ２ 時(shí)期科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式

２００８—２０１２ 年， 量子通信領(lǐng)域技術(shù)主題涵蓋的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式與Ｐ１ 時(shí)期的類型一致， 主要為Ｓ 模式和Ｔ－Ｉ 模式， 各模式下的技術(shù)主題數(shù)量均為９ 個(gè)。處于Ｓ 模式的技術(shù)主題分別是２_６、２_７、２_８、２_１０、２_１３、２_１５、２_１６、２_１７、２_１８。其中， 技術(shù)主題２＿１６（電磁誘導(dǎo)透明）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為６３ 件。該主題包含的重要主題詞有原子、電磁誘導(dǎo)透明、吸收區(qū)域、信號(hào)處理單元。電磁誘導(dǎo)透明指的是微觀系統(tǒng)中原子能級(jí)之間的量子干涉效應(yīng)過程， 使得原本能量吸收區(qū)域出現(xiàn)一個(gè)激光透射窗口。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件的限制， 例如， 較低的實(shí)驗(yàn)溫度， 高強(qiáng)度激光等在常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件下難以獲取， 使得電磁誘導(dǎo)透明的發(fā)展受到了極大的限制［３８］ 。目前， 電磁誘導(dǎo)透明技術(shù)處于Ｓ 模式， 并未進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

進(jìn)入Ｔ-Ｉ 模式的技術(shù)主題分別是２_１、２_２、２_３、２_４、２_５、２_９、２_１１、２_１２、２_１４。其中，技術(shù)主題２_１（量子密鑰）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為１ ２２２件。該主題包含的重要主題詞有量子密鑰、量子密鑰分發(fā)、終端、信息、無線、安全、移動(dòng)等。量子密鑰是量子保密通信的核心， 從第一個(gè)ＢＢ８４ 協(xié)議被提出到目前為止該方向已有近４０ 年的發(fā)展歷程，已經(jīng)成為量子信息領(lǐng)域最成熟也最接近于實(shí)用化的技術(shù)之一［３９］ 。得益于率先開展廣域量子保密通信的技術(shù)驗(yàn)證與應(yīng)用示范， 目前我國量子保密通信核心器件的國產(chǎn)化和設(shè)備的小型化已初步實(shí)現(xiàn)， 已經(jīng)具備了在關(guān)鍵部門先行先試的條件［４０］ 。

該時(shí)期Ｓ 模式和Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題數(shù)量分布較均勻。一方面， 說明量子通信技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究成果對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的支撐程度還需要繼續(xù)加強(qiáng)；另一方面， 量子通信技術(shù)的關(guān)鍵核心技術(shù)取得重大突破， 為量子通信技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

３. ５.３ Ｐ３時(shí)期科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式

２０１３—２０１７ 年， 量子通信領(lǐng)域技術(shù)主題涵蓋了４ 種類型， 其中Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式是該時(shí)期的主要模式，已有９ 個(gè)技術(shù)主題進(jìn)入Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式。Ｓ 模式、Ｓ－Ｔ模式和Ｔ－Ｉ 模式也均有一定數(shù)量的技術(shù)主題分布。

進(jìn)入Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題有３＿１、３＿２、３＿４、３＿５、３＿６、３＿８、３＿１１、３＿１７、３＿１８。技術(shù)主題３＿１（新型量子材料）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為１ ８６４件， 該主題包含的重要主題詞有石墨烯、過渡金屬氧化物、鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃、聚合物、晶體。瑞士科學(xué)家利用石墨烯制造了首個(gè)超導(dǎo)量子干涉裝置， 用于演示超導(dǎo)準(zhǔn)粒子的干涉［４１］ 。過渡金屬氧化物中新奇量子態(tài)具有成為高性能自旋源材料的巨大潛力， 鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃具備良好的穩(wěn)定性和獨(dú)特的光學(xué)性能， 均引起人們廣泛的關(guān)注和研究。

該時(shí)期科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的４ 種模式均有分布， 但是Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式成為主導(dǎo)， 說明該階段量子通信的理論研究成果能夠較好地支撐技術(shù)創(chuàng)新， 并且在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面的作用開始顯現(xiàn)， 量子通信技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)形成了科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)良性互動(dòng)的局面。

３.５.４ Ｐ４ 時(shí)期科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式

２０１８—２０２２ 年， 量子通信領(lǐng)域技術(shù)主題涵蓋Ｓ－Ｔ 模式、Ｔ－Ｉ 模式和Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式３ 種類型， 分別有９ 個(gè)、１ 個(gè)和８ 個(gè)技術(shù)主題進(jìn)入對(duì)應(yīng)模式。進(jìn)入Ｓ－Ｔ 模式的技術(shù)主題為４＿６、４＿７、４＿８、４＿１０、４＿１１、４_１２、４＿１３、４＿１４、４＿１７， 技術(shù)主題４＿１３（量子器件）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為２６１ 件， 該主題包含的重要主題詞有相位切換、電容、電阻、線性光纖、生成器等。量子器件相關(guān)的理論研究與應(yīng)用研究為量子通信技術(shù)的大規(guī)模工程化應(yīng)用提供基礎(chǔ)條件。

進(jìn)入Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題有４＿１、４＿２、４＿３、４＿４、４＿５、４＿１５、４＿１６、４＿１８， 技術(shù)主題４＿１（量子衛(wèi)星）對(duì)應(yīng)的專利數(shù)量為２ ３２３件， 該主題包含衛(wèi)星、地面、分發(fā)、量子基態(tài)、Ｓａｇｎａｃ 效應(yīng)、增強(qiáng)型加密等主題詞。當(dāng)前， 量子通信的科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)越發(fā)活躍， 高科技企業(yè)積極探索產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景［４２］ 。中國科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成的全球首顆量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)” 成功發(fā)射， 推動(dòng)了量子通信實(shí)用化。英國、奧地利等國家組建的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)射低地球軌道微型衛(wèi)星——ＣｕｂｅＳａｔ 量子衛(wèi)星， 進(jìn)行了量子密鑰分發(fā)和糾纏分發(fā)試驗(yàn)［４３］ 。

該時(shí)期Ｓ 模式的技術(shù)主題已經(jīng)消失， 即科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度均較低的技術(shù)主題消亡， 并且，該時(shí)期Ｓ-Ｔ 模式和Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題數(shù)量之和遠(yuǎn)多于前３ 個(gè)時(shí)期， 量子通信領(lǐng)域理論研究成果對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的支撐作用， 以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的拉動(dòng)作用逐步加強(qiáng)。量子通信技術(shù)的發(fā)展為量子通信理論研究提供了研究手段， 帶動(dòng)了理論研究的深入， 越來越多的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提升了技術(shù)穩(wěn)定性和升級(jí)換代頻率， 進(jìn)一步拓寬了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的廣度。

４結(jié)語

現(xiàn)有研究主要是從不同維度挖掘論文與專利之間的聯(lián)系， 以此反映科學(xué)與技術(shù)之間的依賴與促進(jìn)關(guān)系， 而對(duì)于反映市場(chǎng)需求的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與專利、論文之間的聯(lián)系較少展開研究， 未形成科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間關(guān)聯(lián)模式的有效識(shí)別方法。針對(duì)以上不足，本文提出基于多元關(guān)系挖掘的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間關(guān)聯(lián)模式識(shí)別方法， 通過ＬＤＡ 模型與人工判斷方法相結(jié)合識(shí)別出論文、專利、產(chǎn)品等主題； 并從論文與專利的主題粒度挖掘二者的引用關(guān)系、主體關(guān)系、內(nèi)容關(guān)系， 形成科學(xué)關(guān)聯(lián)度， 反映科學(xué)與技術(shù)之間的主題關(guān)聯(lián)； 從專利與產(chǎn)品的主題粒度挖掘產(chǎn)品詞的交叉關(guān)系， 形成產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度， 反映技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的主題關(guān)聯(lián)。然后， 基于科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的計(jì)算結(jié)果， 識(shí)別各技術(shù)主題在各時(shí)期的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式。最后， 以量子通信技術(shù)為例進(jìn)行實(shí)證， 對(duì)該領(lǐng)域６１ 個(gè)技術(shù)主題的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)模式進(jìn)行識(shí)別。

研究結(jié)論主要有兩個(gè)方面： ①量子通信領(lǐng)域Ｓ模式、Ｓ－Ｔ 模式、Ｔ－Ｉ 模式、Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題均有分布， 且隨著時(shí)間推移， 處于Ｓ 模式的技術(shù)主題減少， Ｓ－Ｔ 模式和Ｓ－Ｔ－Ｉ 模式的技術(shù)主題增多， 這反映出量子通信基礎(chǔ)理論研究逐漸成熟， 量子通信技術(shù)逐漸向應(yīng)用研究發(fā)展， 科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的互動(dòng)逐步加深； ②從產(chǎn)業(yè)鏈視角看， 量子通信技術(shù)遵循“材料—應(yīng)用模塊—應(yīng)用核心技術(shù)—應(yīng)用系統(tǒng)” 的演化路徑。早期碳量子點(diǎn)材料和量子光源模塊為熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域； 中期量子密鑰作為量子通信的關(guān)鍵核心技術(shù)成為熱點(diǎn)領(lǐng)域； 后期量子衛(wèi)星成為推動(dòng)量子通信走向應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

本研究的局限是在科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式識(shí)別中， 選用科學(xué)關(guān)聯(lián)度和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度的中位數(shù)作為閾值設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。該方法未考慮領(lǐng)域的差異性， 今后研究中將圍繞領(lǐng)域特征， 更科學(xué)地設(shè)置閾值， 進(jìn)一步準(zhǔn)確地識(shí)別科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)模式。同時(shí)， 由于科學(xué)理論成果直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的影響因素較復(fù)雜， 本文未對(duì)科學(xué)與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)路徑進(jìn)行探索， 僅從科學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)角度研究科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)模式， 未來將綜合考慮更多類型的數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)路徑， 更全面系統(tǒng)地研究科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)模式。