程 鵬, 譚 浩

(1. 東北大學(xué) 馬克思主義學(xué)院, 遼寧 沈陽 110169;2. 北京量子信息科學(xué)研究院 量子材料與器件研究部, 北京 100193)

量子物理經(jīng)過長期的研究和發(fā)展,當(dāng)前其原理已經(jīng)被大量用于相關(guān)產(chǎn)業(yè)和某些重要應(yīng)用領(lǐng)域,其中最為亮眼的就是利用光量子進(jìn)行信息傳輸?shù)牧孔油ㄐ艖?yīng)用技術(shù)。由點(diǎn)及面,量子通信應(yīng)用技術(shù)帶動(dòng)了整個(gè)量子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,除了量子通信,其范圍進(jìn)一步延展至計(jì)算和測(cè)量領(lǐng)域。作為正反饋,其應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步又促進(jìn)了基礎(chǔ)研究的發(fā)展,使得量子的含義逐步脫離了信息技術(shù)領(lǐng)域的束縛,我國從概念上也進(jìn)行了更加宏觀的擴(kuò)展,如今“量子科技”一詞取代了“量子信息”反映在諸多政府報(bào)告中,這意味著,我國科學(xué)技術(shù)并不拘泥于其信息技術(shù)方向的應(yīng)用,更希望推廣到更加全面的惠民發(fā)展中,這一思想所反映出的變化,已經(jīng)表明了我們?cè)诹孔涌萍碱I(lǐng)域的發(fā)展已走在世界的前列。量子科技產(chǎn)業(yè)其含義不僅覆蓋了量子原理在技術(shù)中的應(yīng)用本身所形成的產(chǎn)業(yè),也體現(xiàn)在量子科學(xué)與量子技術(shù)在各自細(xì)分領(lǐng)域中所使用到的配合技術(shù),如量子通信所需要的光學(xué)元器件、量子計(jì)算芯片所涉及的加工技術(shù)及其母機(jī)、量子精密測(cè)量所使用的相應(yīng)微納探測(cè)設(shè)備,等等。

由于量子科技產(chǎn)業(yè)的變革性,使得所形成的新興應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)波及到原有社會(huì)生活,尤其是其涉及行業(yè)往往是基礎(chǔ)學(xué)科(如通信、計(jì)算、測(cè)量),所延展出的應(yīng)用鏈條涉及面非常廣,這會(huì)導(dǎo)致牽一發(fā)而動(dòng)全身的效果,所附帶的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是巨大的,因此,在其技術(shù)發(fā)展成熟前,對(duì)其進(jìn)行深入前瞻性論證,是十分必要的。

面對(duì)量子科技已經(jīng)成為全球主要發(fā)達(dá)國家努力爭(zhēng)奪的科技制高點(diǎn)的局面,加快發(fā)展量子科技對(duì)促進(jìn)中國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、帶動(dòng)科技發(fā)展突破,以及保障工具安全等方面具有重要作用。我國政府對(duì)于這一新興領(lǐng)域也尤其重視,中共中央政治局在2020年10月舉行的第二十四次集體學(xué)習(xí)會(huì)議以“量子科技研究和應(yīng)用前景”為主題,提出要提高量子科技理論研究成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化率,積極吸納企業(yè)參與其中,引導(dǎo)更多高校、科研院所積極開展量子科技基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)。習(xí)近平總書記指出,集體學(xué)習(xí)的目的是通過了解目前世界量子科技發(fā)展水平,分析我國量子科技發(fā)展形勢(shì),更好推進(jìn)我國量子科技發(fā)展[1]。因此,量子科技已經(jīng)被確定為我國重點(diǎn)攻關(guān)的科技前沿項(xiàng)目。

歷史的經(jīng)驗(yàn)讓我們注意到,任何新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,都會(huì)引起類似“先發(fā)展后規(guī)范”的問題,科學(xué)技術(shù)同樣存在著發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)與一系列引發(fā)社會(huì)問題的可能。但是,圍繞著量子科技確定性和安全危險(xiǎn)可控性等問題,如何將倫理道德嵌入到量子科技的設(shè)計(jì)發(fā)展中,進(jìn)而趨利避害為人類發(fā)展帶來福音,是在其發(fā)展前端應(yīng)該盡量充分考慮的重要課題。本文將在闡述并分析近年來歐美國家興起的負(fù)責(zé)任創(chuàng)新理念對(duì)歐美量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱領(lǐng)影響,并以此經(jīng)驗(yàn),展開對(duì)中國量子科技負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的必要性的討論,并從負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的角度看國內(nèi)量子科技的發(fā)展綱領(lǐng),尤其針對(duì)不同國情下的量子科技發(fā)展差異性進(jìn)行深入討論,嘗試將國內(nèi)外量子科技發(fā)展綱領(lǐng)進(jìn)行對(duì)比研究,期望給出我國量子科技方向在政策制定、基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化以及社會(huì)認(rèn)識(shí)與了解等方面的建設(shè)性想法。

一、 量子科技產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的興起

負(fù)責(zé)任創(chuàng)新(RRI)是一個(gè)近些年剛剛流行起來的概念,很多大型科研項(xiàng)目都能看見其理念的體現(xiàn)。特別是在歐洲,新出臺(tái)的歐洲研究框架“地平線2020”就體現(xiàn)出這一理念,該研究框架資金預(yù)計(jì)將耗資700億歐元,并將聯(lián)合歐盟各國共同攻關(guān)國際前沿?zé)狳c(diǎn)科技難題。對(duì)于如此大規(guī)模支出,其論證過程則需要綜合考量,而對(duì)于新興科技,其責(zé)任范疇和治理同樣也是新興事物,有著強(qiáng)烈的創(chuàng)新特征。負(fù)責(zé)任創(chuàng)新較為廣泛接受的概念是它是一個(gè)透明的互動(dòng)過程,社會(huì)行為者和創(chuàng)新者通過這一過程相互回應(yīng),以期創(chuàng)新過程及其產(chǎn)品(在道德上)可接受,可持續(xù)和社會(huì)可取(以便使科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步適當(dāng)?shù)厝谌胛覀兊纳鐣?huì))[2]。從定義中我們不難看出,負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可接受和期望的結(jié)果,尤其關(guān)注創(chuàng)新的過程和產(chǎn)品。同時(shí),負(fù)責(zé)任創(chuàng)新需要一定的前瞻性去預(yù)判其研究后果,由于預(yù)判需要對(duì)于產(chǎn)品本身具備深刻認(rèn)知,因此,這種前瞻性有著高度的學(xué)科交叉特點(diǎn),這也客觀上要求了參與者們來自各行各業(yè)。負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的目標(biāo)是確保研究和創(chuàng)新的積極成果,這在其描述中被很好地體現(xiàn)為“預(yù)期治理”。負(fù)責(zé)任創(chuàng)新中的“負(fù)責(zé)任”則以四維度體系展現(xiàn)了其理論模型和行為框架:“預(yù)測(cè)性,反思性,包容性和反饋性”。當(dāng)然,這一定性描述也并非完美,不同國家的學(xué)者仍然給出了諸多不同的看法與描述,如美國學(xué)者戴維斯和拉斯就認(rèn)為這僅僅是在歐洲語境下針對(duì)歐洲的價(jià)值觀所做的定義,所涵蓋內(nèi)容和前提條件也局限于歐洲。荷蘭學(xué)者范·德·霍文教授在回答“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”到底是什么時(shí)強(qiáng)調(diào):首先,創(chuàng)新需要針對(duì)世界上的一些重大問題,我們稱之為重大挑戰(zhàn)、千年目標(biāo),或者聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到人類的生存和發(fā)展,并且無處不在。其次,負(fù)責(zé)任創(chuàng)新要求我們必須非常嚴(yán)肅地對(duì)待這些重大問題,并且要確保把時(shí)間、精力和納稅人的錢用在做正確的事情上。這是其中一個(gè)方面。另一個(gè)方面就是倫理學(xué)家所主張的,我們所做的每件事——無論設(shè)計(jì)或發(fā)明,或者人與人之間的交往——都要考慮事情的后果,特別是對(duì)他人的影響[3]。總的來說,負(fù)責(zé)任創(chuàng)新是確?？茖W(xué)和創(chuàng)新過程是為了公眾利益而進(jìn)行的,通過更廣泛地吸收可能直接受到新技術(shù)引進(jìn)影響的更廣泛的利益攸關(guān)方參與,鼓勵(lì)更民主、公開決策的方法。

從技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)到產(chǎn)品的發(fā)布銷售中間往往需要大量時(shí)間,并且科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步的社會(huì)影響很難預(yù)測(cè)。歐洲制定的規(guī)范的錨點(diǎn)體現(xiàn)在產(chǎn)品維度上,并且體現(xiàn)為(倫理上)可接受:強(qiáng)制遵守《歐盟憲章》關(guān)于基本權(quán)利(隱私權(quán)等)的基本價(jià)值和歐盟規(guī)定的安全保護(hù)水平。

可持續(xù)是指促進(jìn)歐盟的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。歐盟遵循1997年聯(lián)合國對(duì)可持續(xù)發(fā)展的“定義”,由經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境三個(gè)相互依存的層面組成。社會(huì)可取性體現(xiàn)了《歐洲聯(lián)盟條約》中相關(guān)的更具體的規(guī)范性要點(diǎn),如“生活質(zhì)量”“男女平等”等[2]。為何負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的概念一經(jīng)提出就受到了廣泛的重視并且科技的發(fā)展必須要引入公眾的監(jiān)督和參與呢?其理論基礎(chǔ)和訴求正是當(dāng)代一大批哲學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了技術(shù)非中立性和技術(shù)的政治性特征。就技術(shù)產(chǎn)品而言,技術(shù)價(jià)值中立論在學(xué)界中已不被大范圍認(rèn)可。從現(xiàn)象學(xué)角度看,海德格爾認(rèn)為技術(shù)作為生活世界與人的中介將人與世界按照特定的方式呈現(xiàn)。正是從這個(gè)角度出發(fā)的學(xué)者伊德繼承了海德格爾的現(xiàn)象學(xué)的方法并認(rèn)識(shí)到技術(shù)品亦具有意向性,且該意向性允許技術(shù)產(chǎn)品引導(dǎo)人們旨向某種價(jià)值。同樣意識(shí)到該問題的技術(shù)哲學(xué)家溫納(Longdon Winner)早在1985年發(fā)表的著名文章《技術(shù)有政治性嗎》里就提到技術(shù)本身內(nèi)嵌了政治性。其研究表明,技術(shù)可以從工程設(shè)計(jì)階段植入一些價(jià)值偏好,并導(dǎo)致特定后果。一個(gè)例子就是當(dāng)今資本在前期投入階段傾向于對(duì)于用戶群體進(jìn)行習(xí)慣培養(yǎng)。因此,當(dāng)今技術(shù)已然并非完全是中立的工具,其中部分技術(shù)本身有意或無意地已經(jīng)嵌入了某些特殊的價(jià)值偏好。負(fù)責(zé)任創(chuàng)新正是在這一背景下提出的,并且得到了廣泛的重視和實(shí)踐。

在社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域,賀天平[4]、蘭立山[5]、吳國林[6]先后從哲學(xué)的視角對(duì)量子的理論、內(nèi)容、意義進(jìn)行了反思,學(xué)者唐德龍、馬翔、廖思愛、丁堃和徐作圣[7]對(duì)歐美量子通信產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新政策進(jìn)行了量化比較研究,并從供給面、環(huán)境面和需求面政策進(jìn)行比較分析。

國外目前的量子技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了關(guān)于負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的理論。自2010年初以來,歐洲正在進(jìn)行負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的制度化發(fā)展,人們?cè)絹碓蕉嗟卣J(rèn)同負(fù)責(zé)任創(chuàng)新理念(RRI)在社會(huì)中的反思作用,并且認(rèn)為是研究資金投入和制定政策倡議環(huán)節(jié)所不可缺少的理論指導(dǎo)。20世紀(jì)90年代,歐洲就認(rèn)識(shí)到量子信息處理和通信技術(shù)的重要意義和無限潛力,正是因?yàn)榭吹搅似渲匾膽?zhàn)略意義和商業(yè)價(jià)值等,歐盟發(fā)布了《歐洲研究與發(fā)展框架規(guī)劃》,并提出了發(fā)展量子信息技術(shù)的《歐洲量子科學(xué)技術(shù)》計(jì)劃以及《歐洲量子信息處理與通信》計(jì)劃。2016年的《量子宣言》[8]由歐盟委員會(huì)(European Commission)、荷蘭經(jīng)濟(jì)事務(wù)部(Dutch Ministry of Economic Affairs)、英國創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(Innovate UK))和三位駐歐洲兩國(丹麥和德國)的學(xué)者起草[9]。呼吁歐盟成員國和歐盟委員會(huì)在量子技術(shù)領(lǐng)域發(fā)起一項(xiàng)10億歐元的旗艦規(guī)模計(jì)劃。宣言沒有明確提及負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的概念,只是在“教育”的標(biāo)題下討論了公眾參與負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的核心要素;宣言建議開展一場(chǎng)向歐洲公民宣傳量子技術(shù)的運(yùn)動(dòng),并與公眾廣泛接觸,以確定可能影響社會(huì)的問題。“應(yīng)與產(chǎn)業(yè)界合作,充分釋放量子技術(shù)的創(chuàng)新潛力,從而加速其發(fā)展和被市場(chǎng)接受,以充分實(shí)現(xiàn)其有前景的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?！盵8]這里面談到了與工業(yè)界的合作才能產(chǎn)生利益,并認(rèn)為是創(chuàng)新的動(dòng)力。宣言中所建議的六項(xiàng)“關(guān)鍵活動(dòng)”[8]中,只有兩項(xiàng)可以被解釋為對(duì)以民間組織或普通公眾為中心的負(fù)責(zé)任創(chuàng)新活動(dòng)開放。這些建議是:建立“有利于量子技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)創(chuàng)造的生態(tài)系統(tǒng)”和“通過在科學(xué),工程和商業(yè)的交叉點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)教育,在歐洲培養(yǎng)新一代的量子技術(shù)專業(yè)人員,并加強(qiáng)公眾對(duì)關(guān)鍵思想和能力的認(rèn)識(shí)”[8]。這里更多強(qiáng)調(diào)的是交易和普及,而并非是通過民主的方式去共同討論。

2015年3月,量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)(QT SAB)公布了英國國家量子技術(shù)計(jì)劃(NQTPUK)的戰(zhàn)略[10]。量子技術(shù)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)機(jī)遇的實(shí)現(xiàn)需要早期與英國社會(huì)的廣泛參與,以及“在早期階段與廣泛的利益相關(guān)者”的主動(dòng)參與[11]。這里的主張是,這不僅能使創(chuàng)新得到負(fù)責(zé)任地推動(dòng),還能確保量子技術(shù)的商業(yè)可行性,并促進(jìn)建立有效的監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)制度。在該計(jì)劃的負(fù)責(zé)任的研究和創(chuàng)新小節(jié)中,負(fù)責(zé)任創(chuàng)新通過“在創(chuàng)新過程的早期階段,廣泛的利益相關(guān)者之間的雙向討論”,“促進(jìn)符合社會(huì)需要和符合公眾利益的科學(xué)和創(chuàng)新”[11]。根據(jù)量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)的說法,負(fù)責(zé)任創(chuàng)新“有可能通過激發(fā)創(chuàng)造力來豐富過程,提高商業(yè)成功的機(jī)會(huì)”,為標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)管和治理提供信息,并“最終使開發(fā)的產(chǎn)品更有可能被公眾接受”[11]。量子技術(shù)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)對(duì)英國量子技術(shù)制定了如下的一個(gè)發(fā)展前景規(guī)劃;“建立一個(gè)政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界協(xié)調(diào)一致的量子技術(shù)社區(qū),使英國在新興的數(shù)十億英鎊的量子技術(shù)市場(chǎng)中處于世界領(lǐng)先地位,并大幅提升一些以英國為基地的最大產(chǎn)業(yè)的價(jià)值。愿景不僅是發(fā)展和壯大量子技術(shù)產(chǎn)業(yè),而且要確保量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)始終深深扎根于英國,并為整個(gè)社會(huì)帶來長期利益”[11]。因此,英國的國家戰(zhàn)略文件比歐洲的量子宣言在更多的地方提到了社會(huì)和公眾參與。

德國的國家科學(xué)院研究所和德國科學(xué)與人文科學(xué)院聯(lián)盟在2015年的報(bào)告中強(qiáng)調(diào),量子技術(shù)本質(zhì)上是跨學(xué)科的研究和發(fā)展領(lǐng)域,但能夠建立在德國悠久的研究傳統(tǒng)之上。德國的報(bào)告確定了技術(shù)影響評(píng)估的兩種模式。一種是傳統(tǒng)的專家模式,另一種就是參與模式,它假設(shè)了僅憑知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)不能回答關(guān)于預(yù)估的效益與伴隨的消極后果。在后一種模式中,在未來用戶和法律決策委員會(huì)的參與下處理質(zhì)量和規(guī)范方面的問題。有人指出,輿論調(diào)查表明,未知的東西很快就被視為不可估量,并與過多的風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系在一起,但一旦出現(xiàn)對(duì)用戶的明確利益,對(duì)新技術(shù)的基本態(tài)度就會(huì)發(fā)生重大變化。目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是發(fā)起關(guān)于機(jī)會(huì)和期望以及風(fēng)險(xiǎn)和知識(shí)差距的建設(shè)性討論。為此,應(yīng)建立以促進(jìn)對(duì)話為重點(diǎn)的平臺(tái),鼓勵(lì)公開討論和分享知識(shí)以及量子技術(shù)的最新發(fā)展。除了單純的技術(shù)知識(shí)交流之外,還應(yīng)考慮各種選擇,如旨在進(jìn)行討論而不限于介紹的網(wǎng)絡(luò)形式、具有評(píng)論功能的專家博客、具有信息內(nèi)容和討論論壇的中央網(wǎng)站、實(shí)踐展覽和參觀實(shí)驗(yàn)室(包括巡回展覽)。

2018年12月,特朗普簽署《國家量子倡議法案》,該法案在國會(huì)獲得了兩黨的大力支持,隨即便通過并成為正式法律文件。該法案指示“NIST、NSF和DOE與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及私營企業(yè)合作,主要通過形成NQI來推動(dòng)QIST的增長。NQI希望遵循‘科學(xué)第一’的方法,刺激學(xué)術(shù)界,政府實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)界的新技術(shù)開發(fā)和使用。在其他國家走上類似的道路時(shí),這一辦法將使跨國合作成為可能”[12]。美國通過成立國家量子協(xié)調(diào)辦公室這一機(jī)構(gòu),用以協(xié)調(diào)政府機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同合作。

2020年2月,美國白宮網(wǎng)站發(fā)布一份《美國量子網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略構(gòu)想》,提出美國將開辟量子互聯(lián)網(wǎng),確保量子信息科學(xué)(QIS)惠及大眾[13]。隨著量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域逐漸成熟,美國必將新型量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和金融安全、醫(yī)患隱私、藥物發(fā)現(xiàn)以及新材料的設(shè)計(jì)和制造等重要領(lǐng)域相結(jié)合發(fā)展,以此增加人們對(duì)科技的認(rèn)知并使人類在此技術(shù)發(fā)展中受益。

二、 量子科技產(chǎn)業(yè)“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”的必要性

量子科技產(chǎn)業(yè)的崛起與快速發(fā)展必將引發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的大量創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)格局的迅速轉(zhuǎn)變等連鎖反應(yīng),而當(dāng)下量子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)主要集中在網(wǎng)絡(luò)安全、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、交叉學(xué)科與產(chǎn)業(yè)、國防風(fēng)險(xiǎn)和量子產(chǎn)業(yè)相關(guān)交叉學(xué)科培養(yǎng)體系等方面。

1. 量子科技下的未來網(wǎng)絡(luò)安全問題

受制于量子計(jì)算的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),目前只能用量子安全(quantum safe)去應(yīng)對(duì)未來的來自量子計(jì)算的可能性攻擊。衡量密碼安全性即為解密的資源消耗量,其中最重要的就是解密時(shí)長,安全性最終量化為計(jì)算復(fù)雜度,量子密碼依舊是以數(shù)學(xué)問題為依托的密碼技術(shù)?；谖磥淼臄?shù)據(jù)安全目標(biāo)的需求,開發(fā)既能抵御量子計(jì)算機(jī)又能抵御經(jīng)典計(jì)算機(jī)的安全密碼系統(tǒng),且能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議協(xié)同工作,這是一項(xiàng)結(jié)合經(jīng)典計(jì)算與通信和量子計(jì)算技術(shù)的大工程。如果考慮更進(jìn)一步的安全性,傳輸過程仍然具備天然風(fēng)險(xiǎn),這種從反竊聽問題入手,一種“硬件保密”的密送方式或許可以解決。量子安全通信以量子不可復(fù)制性為依托,最具代表的技術(shù)是量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)。量子密鑰分發(fā)技術(shù)具備信息論安全性,主要圍繞其硬件上不可攻擊和竊取感知能力,保證了其信息從源頭上屏蔽了算法的影響,即是密碼學(xué)領(lǐng)域的“無條件安全”。在設(shè)備完備安全的情況下,量子密鑰分發(fā)技術(shù)結(jié)合“一次一密”,即可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的硬件安全?！?020量子安全技術(shù)白皮書》顯示,目前的國內(nèi)外已經(jīng)形成以量子密鑰分發(fā)技術(shù)為核心的較為完整的量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈[14]。目前國內(nèi)從事量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)硬件的代表性企業(yè),包括已經(jīng)在科創(chuàng)板上市的科大國盾量子、安徽問天量子、上海循態(tài)量子科技等。國際上有瑞士的IDQuantique公司、德國的InfiniQuant公司、美國的MagiQ等公司以及英國的東芝歐洲研究有限公司等。此外,許多大型公司也有活躍的量子密鑰分發(fā)技術(shù)研發(fā)小組,例如日本NTT、NEC、富士通、三菱電機(jī)等。《2020量子安全技術(shù)白皮書》就量子安全技術(shù)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提出了立場(chǎng)。而最終結(jié)合經(jīng)典計(jì)算與量子計(jì)算、經(jīng)典通信與量子通信的綜合型信息網(wǎng)絡(luò),成為未來信息技術(shù)的基礎(chǔ)框架。

2. 量子技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)增強(qiáng)問題

未來以量子人工智能技術(shù)為代表的新型算法方向,一方面,理論上仍會(huì)沿用傳統(tǒng)的量子計(jì)算思想進(jìn)行原有加速以及新算法開發(fā);另一方面,隨著量子模擬和通用量子計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的突破,量子人工智能能夠進(jìn)行有效的實(shí)際計(jì)算。這使得更多原有不可解問題得到算法上的突破從而變成可解問題,這些問題中,一個(gè)最為普遍的就是對(duì)于化學(xué)與生物合成技術(shù)的模擬和人工智能預(yù)期,在惠及生物醫(yī)藥、高分子合成產(chǎn)業(yè)的同時(shí),這也將導(dǎo)致大量新型微生物出現(xiàn)以及大面積人工合成病毒方案的低成本高速率生成,這都將成為新技術(shù)下的“雙刃劍”難題。

量子計(jì)算當(dāng)前所攻堅(jiān)內(nèi)容對(duì)標(biāo)于經(jīng)典信息學(xué)是屬于最基礎(chǔ)的理論方向,這一方向?qū)τ趹?yīng)用層面的惠及面非常廣,如排序、搜索、規(guī)劃路徑等基礎(chǔ)算法,實(shí)現(xiàn)突破后會(huì)波及長鏈應(yīng)用場(chǎng)景,而那些由于信息不對(duì)稱所造成的損失,是難以估量的。如量子計(jì)算領(lǐng)域非常經(jīng)典的案例,量子Shor算法加速了大因數(shù)分解問題,這直接威脅到了現(xiàn)用的公共秘鑰系統(tǒng)?，F(xiàn)在廣泛使用的數(shù)據(jù)加密系統(tǒng),都是利用了大數(shù)因子分解耗時(shí)長,而使用大數(shù)相乘加密的公共秘鑰方案,因此,量子算法的這一突破,直接導(dǎo)致原有公鑰系統(tǒng)的安全性大大降級(jí),基礎(chǔ)變革帶來整個(gè)上層建筑的架構(gòu)震動(dòng),這在未來會(huì)造成不同國家和地區(qū)之間科技勢(shì)差所帶來的社會(huì)生產(chǎn)生活的一系列問題與動(dòng)蕩。

3. 量子科技產(chǎn)業(yè)下更多交叉學(xué)科與產(chǎn)業(yè)問題

與傳統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)相比,以量子科技為代表的新興科技不僅具備了在科研方面的多學(xué)科交叉的特點(diǎn),同樣在技術(shù)實(shí)踐過程中具有多領(lǐng)域交叉使用的新特征。微觀物理特性所帶來的加工手段尖端、工作環(huán)境極端、測(cè)量手段高端等一系列頂級(jí)需求,使得從這一需求點(diǎn)出發(fā),能夠帶動(dòng)長且寬泛的鏈條影響,對(duì)于我國科技創(chuàng)新有非常重要的意義,能夠有效推動(dòng)高端技術(shù)發(fā)展,擴(kuò)大新興需求,最終達(dá)到提升整體技術(shù)等級(jí)的目標(biāo)。以超導(dǎo)量子計(jì)算為例,芯片加工涉及半導(dǎo)體工藝制造,量子比特測(cè)控需要高精密微波手段,運(yùn)行環(huán)境需要在穩(wěn)定極低溫條件,這些都能夠促進(jìn)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

這種多學(xué)科、多技術(shù)交叉特性,是一種歷史發(fā)展的必然。隨著科技發(fā)展,科技復(fù)雜度本身就在不斷攀升,回看近代科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的起點(diǎn),都是非常初期且簡(jiǎn)單的,如基礎(chǔ)物理模型、機(jī)械技術(shù)工具、電子產(chǎn)品設(shè)備等,幾十年甚至十幾年的對(duì)比變化都是非常明顯的。在傳統(tǒng)新學(xué)科、新技術(shù)發(fā)展逐漸飽和的現(xiàn)實(shí)情況下,多學(xué)科交叉探索創(chuàng)新,則是一種實(shí)現(xiàn)科技繼續(xù)前進(jìn)的有效手段,而在未來,可期待的技術(shù)復(fù)雜度只會(huì)更加提升。

4. 技術(shù)代差引入的國防風(fēng)險(xiǎn)問題

量子科技產(chǎn)業(yè)代差會(huì)帶來巨大的國防風(fēng)險(xiǎn)。Shor算法從理論上降速大因數(shù)分解問題,本身就使得當(dāng)前公鑰系統(tǒng)受到?jīng)_擊,這同時(shí)動(dòng)搖了基礎(chǔ)通信行業(yè)的原有模式。隨著技術(shù)逐步推進(jìn),測(cè)量精度也不斷突破極限,同時(shí)更多的測(cè)量手段也在不斷產(chǎn)生,這都直接影響著國防實(shí)力。傳統(tǒng)時(shí)期,民生與國防所涉及的技術(shù)分離度較高,這主要受應(yīng)用場(chǎng)景所限,由于民用與軍用的場(chǎng)景相去甚遠(yuǎn),使得諸如機(jī)械構(gòu)造、功能設(shè)計(jì)等方面差異性較大;而當(dāng)兩方都向高精密需求方向發(fā)展后,逐步會(huì)在技術(shù)本身相交,使得越來越多的技術(shù)能夠同時(shí)應(yīng)用于民生與國防,如無人機(jī)技術(shù)既可以用來航拍,也能夠用于偵察,量子算法既能夠處理物理問題,也能夠加速通信攻擊,精密計(jì)時(shí)(量子精密測(cè)量范疇)既能夠協(xié)助確定行星位置與距離,也能夠同步通信衛(wèi)星進(jìn)行宇航定位。諸如此類的軍民交叉應(yīng)用在未來也會(huì)越來越多,這導(dǎo)致了大量民用市場(chǎng)領(lǐng)域直接或間接影響軍用技術(shù),進(jìn)行同步發(fā)展。這種情況下,如果哪一方形成技術(shù)代差,會(huì)導(dǎo)致國家之間相對(duì)國防實(shí)力的迅速波動(dòng),增加了國際社會(huì)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5. 量子科技產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系沖擊問題

一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)都要靠人才,量子技術(shù)正是由于多學(xué)科交叉、新興等一系列特征,導(dǎo)致其人才培養(yǎng)的體系也要與時(shí)俱進(jìn)。傳統(tǒng)教育系統(tǒng)的明確專業(yè)培養(yǎng)模式,越來越不適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展需要,目前國內(nèi)已有諸多重點(diǎn)大學(xué)開始探索通識(shí)教育方式,注重對(duì)于多學(xué)科的通識(shí)認(rèn)知培養(yǎng),以適應(yīng)未來科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的人才需求。另一方面,多學(xué)科交叉客觀上會(huì)導(dǎo)致科技人才培養(yǎng)年限進(jìn)一步延長,尤其是本科階段,對(duì)于整個(gè)更宏觀大類的學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行更長時(shí)間的瀏覽式學(xué)習(xí),如何平衡高校與企業(yè)培養(yǎng)職能,如何制定個(gè)人與社會(huì)負(fù)擔(dān)培養(yǎng)成本的分配,都是需要全面評(píng)價(jià)與思考的問題。

三、 我國量子科技產(chǎn)業(yè)“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”的發(fā)展之道

量子科技產(chǎn)業(yè)事關(guān)國家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,從負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的角度解讀中央政治局第二十四次集體學(xué)習(xí)講話,我們可以總結(jié)出中國量子科技的“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”的發(fā)展理念。

1. 促進(jìn)量子科技科學(xué)家與工程師道德責(zé)任的建立和人才教育培養(yǎng)

量子科技發(fā)展推動(dòng)者和研究者是由科學(xué)家和工程師等技術(shù)人員構(gòu)成的,他們決定著量子科技的發(fā)展與未來。如何構(gòu)建合格且負(fù)責(zé)任的研究隊(duì)伍呢?

負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的角度將道德責(zé)任分為前瞻性責(zé)任和回溯性責(zé)任。簡(jiǎn)單來說前瞻性責(zé)任就是量子科技在研究與創(chuàng)新之前科學(xué)家與工程師就應(yīng)思考并承擔(dān)的責(zé)任,而回溯性責(zé)任是量子科技在應(yīng)用之后出現(xiàn)錯(cuò)誤或負(fù)面影響時(shí)科學(xué)家與工程師應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。負(fù)責(zé)任創(chuàng)新的建立就是要使量子科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新接受倫理道德的制約,促使量子科技邁向使有益于人類的方向發(fā)展。習(xí)近平總書記指出:“要建立以信任為前提的頂尖科學(xué)家負(fù)責(zé)制,給他們充分的人財(cái)物自主權(quán)和技術(shù)路線決定權(quán),鼓勵(lì)優(yōu)秀青年人才勇挑重?fù)?dān)?！盵1]這為在量子科技領(lǐng)域創(chuàng)新管理體制和科研組織機(jī)制提供了遵循,既強(qiáng)調(diào)了量子科技領(lǐng)域的科學(xué)家自主性與前瞻性責(zé)任,又包含了績效考核等回溯性責(zé)任。總的來說,我國量子科技領(lǐng)域的創(chuàng)新需要更多鼓勵(lì)科研人員創(chuàng)新的同時(shí)更好地優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài),強(qiáng)化科研誠信建設(shè),健全科技倫理體系,培養(yǎng)合格創(chuàng)新人才,建立長效機(jī)制。

2. 加強(qiáng)量子科技產(chǎn)業(yè)的倫理設(shè)計(jì)

量子科技的倫理設(shè)計(jì)是量子科技“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”的發(fā)展方向之一。量子計(jì)算機(jī)所具有的能力及其潛力已經(jīng)讓一些研究者在興奮的同時(shí)又產(chǎn)生了些許擔(dān)憂,尤其在量子安全密碼領(lǐng)域,美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所已經(jīng)著手制定量子安全密碼學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),并且已經(jīng)有公司在起草安全白皮書。圍繞量子計(jì)算開發(fā)道德框架應(yīng)該是一項(xiàng)多學(xué)科的項(xiàng)目,該負(fù)責(zé)人表示:對(duì)于該行業(yè)來說,這是一個(gè)合適的時(shí)機(jī),至少可以支持那些能夠構(gòu)建道德框架的思想家。我國同樣意識(shí)到量子科技倫理設(shè)計(jì)的重要性。例如,2020年12月15日中國信息協(xié)會(huì)量子信息分會(huì)在南京舉辦了“2020量子安全應(yīng)用開發(fā)論壇”,并且發(fā)布了《2020量子安全技術(shù)白皮書》,這是國內(nèi)首份量子安全白皮書。文件中提到了密碼技術(shù)和安全性防御性等問題,并強(qiáng)調(diào)了量子安全技術(shù)制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性。密碼是信息安全的基礎(chǔ)、核心和支撐,密碼技術(shù)為信息安全提供了服務(wù),量子安全是指在面對(duì)量子計(jì)算的威脅時(shí)也能保障其信息安全,其緊迫性和重要性不言而喻。因此,不僅是量子計(jì)算領(lǐng)域而是量子科技的各個(gè)方面和各個(gè)領(lǐng)域中都要體現(xiàn)其倫理設(shè)計(jì)的理念。而圍繞量子科技的倫理設(shè)計(jì)更需要負(fù)責(zé)任創(chuàng)新理念中的多元主體共同協(xié)商和制定,既要考慮產(chǎn)品的效用又要考慮社會(huì)整體產(chǎn)生的影響,這樣才能更好地造福全社會(huì)。

3. 重視量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策與引導(dǎo)

相較于美國白宮發(fā)布的“NSTC建議美國打造政產(chǎn)研通力合作基礎(chǔ),采用全政府方法推進(jìn)量子信息研究”[15],我國政府支持并發(fā)布了一系列的產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃指導(dǎo)文件。早在2016年7月發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確提出要設(shè)立“量子通信與量子計(jì)算機(jī)”重大科技項(xiàng)目,研發(fā)大領(lǐng)域空間的量子通信技術(shù),并研制通用量子計(jì)算原型機(jī)和實(shí)用化量子模擬機(jī)。根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃發(fā)展綱要,至2030年,我國力爭(zhēng)在量子通信與量子計(jì)算取得率先突破。根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃,2016年至2019年,我國的量子研究經(jīng)費(fèi)達(dá)到約3.37億美元。在此期間啟動(dòng)的重大項(xiàng)目包括量子控制和量子信息國家重點(diǎn)研究開發(fā)項(xiàng)目。量子科技的發(fā)展急需加強(qiáng)各種相關(guān)制度保障,科學(xué)家的社會(huì)行為和科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用應(yīng)該被相關(guān)制度保障。2020年3月,科技部發(fā)布《關(guān)于科技創(chuàng)新支撐復(fù)工復(fù)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行的若干措施》極力支持量子通信重大科技項(xiàng)目,促進(jìn)科技成果的商業(yè)轉(zhuǎn)化,培育創(chuàng)新型企業(yè),重視高科技產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài),增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展原動(dòng)力。中共中央政治局高度重視量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并于2020年10月16日進(jìn)行了集體學(xué)習(xí),政治局會(huì)議指出將要更好更快地推進(jìn)量子科技發(fā)展,強(qiáng)調(diào)了量子科技的發(fā)展方向和科技人才的責(zé)任。“十四五”規(guī)劃明確將量子信息技術(shù)作為科技前沿領(lǐng)域進(jìn)行攻關(guān),強(qiáng)調(diào)了激發(fā)人才的創(chuàng)新活力并要完善科技創(chuàng)新體制機(jī)制等問題。

4. 推進(jìn)量子科技產(chǎn)業(yè)的跨學(xué)科合作與多元主體協(xié)商及參與

中國量子科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展由政府主導(dǎo)下的科學(xué)家和工程師等群體來制定政策,而如何征集民眾的意見與想法尚未進(jìn)入考察與決策視域之中。但是量子科技的產(chǎn)品終將會(huì)被應(yīng)用于普通民眾的生產(chǎn)生活中,這就要求科學(xué)家要如實(shí)公開相關(guān)信息,進(jìn)行公眾討論。正如卡普蘭呼吁的:“關(guān)于誰應(yīng)當(dāng)為設(shè)立社會(huì)價(jià)值和目標(biāo)負(fù)責(zé)的問題提了出來。對(duì)我來說,似乎明顯和必要的是,這個(gè)過程應(yīng)該包括所有的社會(huì)部門;事實(shí)上,這些爭(zhēng)端應(yīng)該主要通過公眾討論獲得解決。不管在追求這樣的路線中固有的困難?！盵16]這樣一來,加強(qiáng)科技領(lǐng)域的民眾的科普教育甚至參與就顯得十分必要。

習(xí)近平總書記講到量子科技國家戰(zhàn)略布局時(shí)強(qiáng)調(diào)了要在組織實(shí)施長周期重大項(xiàng)目中加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和前瞻布局,加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新,形成我國量子科技發(fā)展的體系化能力。國家實(shí)驗(yàn)室這一平臺(tái)和形式在一定程度上滿足了多學(xué)科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新的需求,量子科技產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展,就是要將統(tǒng)籌人才、基地、項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)的結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)合力創(chuàng)新。此外,要提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没?、工程化轉(zhuǎn)化的速度和效率,積極吸納企業(yè)參與量子科技發(fā)展,帶動(dòng)地方、企業(yè)、社會(huì)加大投入力度。科技公司的資本投入對(duì)高端人才產(chǎn)生了較大的吸引優(yōu)勢(shì),并且能夠?qū)⒖萍汲晒玫赝度胧袌?chǎng),與科研經(jīng)費(fèi)形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì),更好地為量子科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。美國在吸引企業(yè)科研投入方面一直做的較為領(lǐng)先,諸多美國企業(yè)看到了量子科技產(chǎn)業(yè)的潛力,越來越多的高科技公司開始了長期的規(guī)劃投入,如在量子科技領(lǐng)域投入較多的就有谷歌、微軟、IBM、英特爾等大型公司。2019年10月,谷歌的量子技術(shù)機(jī)的“量子優(yōu)越性”在某些任務(wù)上大大超越了經(jīng)典計(jì)算機(jī)的算力。量子科技在目前具體應(yīng)用發(fā)展較為突出的包括量子通信、量子計(jì)算和量子精密測(cè)量三大領(lǐng)域。在量子通信領(lǐng)域,從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用角度來看,我國已處于國際領(lǐng)先地位[17]。一方面要攻克包括量子中繼、量子糾纏源等一系列下一代量子通信核心技術(shù)點(diǎn),進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì);另一方面需要和用戶部門密切配合,特別是在安全性測(cè)評(píng)的基礎(chǔ)上推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立[18],進(jìn)而推廣在國防、政務(wù)、金融等領(lǐng)域的應(yīng)用,將研究的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì),從根源上建立我國的科技優(yōu)勢(shì)地位。在量子計(jì)算領(lǐng)域,我國整體上與發(fā)達(dá)國家處于同一水平[19]。隨著量子計(jì)算科技的蓬勃發(fā)展,國家科研經(jīng)費(fèi)的支持是必要的,但是要想讓量子計(jì)算科技更快地服務(wù)大眾,也需要進(jìn)一步引導(dǎo)和鼓勵(lì)社會(huì)企業(yè)等的投入。同時(shí)也需要潛在的用戶部門提前布局,與相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作探索量子計(jì)算在近期和中遠(yuǎn)期的應(yīng)用方式,如相關(guān)的量子軟硬件的開發(fā)等。而在量子精密測(cè)量領(lǐng)域[20],我國整體發(fā)展水平尚存在差距,尤其是對(duì)比西方發(fā)達(dá)國家在這一領(lǐng)域的迅猛發(fā)展與大量的科技壁壘。這一領(lǐng)域的發(fā)展同時(shí)影響著未來其他重要科技領(lǐng)域的發(fā)展,如導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、科學(xué)研究、軍事國防等領(lǐng)域?qū)?huì)大量需要量子精密測(cè)量相關(guān)的科技,所以為了早日實(shí)現(xiàn)量子精密測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)突破,急需在建立高水平聯(lián)合平臺(tái)的基礎(chǔ)上,努力實(shí)現(xiàn)一批重要量子精密測(cè)量設(shè)備的研制與開發(fā)。我國量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展毫無疑問需要跨學(xué)科的合作并且從未來的長遠(yuǎn)發(fā)展利益角度看必然需要多元主體共同參與。

近些年,世界各國都在攻堅(jiān)量子科技這一前沿領(lǐng)域,在面對(duì)國家間的科技競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),不但要穩(wěn)固我國在這一領(lǐng)域已取得的領(lǐng)先地位,保持在新一輪量子革命中占得先機(jī),又要秉持“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”的理念,將量子科技創(chuàng)新本著負(fù)責(zé)任的態(tài)度為人類社會(huì)服務(wù),以此為目標(biāo)深化量子科技行業(yè)的體制機(jī)制創(chuàng)新,凝聚培養(yǎng)世界一流的科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新人才群體,形成我國量子科技發(fā)展的體系化能力。

四、 結(jié) 語

量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)將人類社會(huì)的潛能推向無限可能的未來。隨著量子科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,其作為人類當(dāng)下科技的重要發(fā)展方向,毫無疑問其科技成果將影響人類社會(huì)的發(fā)展,為人類帶來更多的可能和挑戰(zhàn)。探討量子科技產(chǎn)業(yè)的“負(fù)責(zé)任創(chuàng)新”在當(dāng)下顯得十分重要。科技的發(fā)展對(duì)整個(gè)人類社會(huì)的推動(dòng)和影響與日俱增,科技創(chuàng)新主體要特別防范科技創(chuàng)新過程中的風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)效應(yīng)[21],“科學(xué)家應(yīng)該及時(shí)地把科學(xué)研究進(jìn)展的情況和可能引起的危險(xiǎn)告知公眾,以促進(jìn)審慎的選擇,而不能讓公眾被動(dòng)地接受既成的事實(shí)”[22]。量子科技的負(fù)責(zé)任創(chuàng)新注重以前瞻性的方式對(duì)量子科技創(chuàng)新進(jìn)行全面評(píng)估,思考量子科技在現(xiàn)實(shí)社會(huì)應(yīng)用中形成的后果和影響,在科技創(chuàng)新實(shí)踐中達(dá)成合乎道德的決策和行動(dòng),既要有專家學(xué)者的頂層設(shè)計(jì),又要考慮惠及普通群眾的實(shí)際利益需求,也要考慮更多的企業(yè)等不同團(tuán)體為發(fā)展量子科技貢獻(xiàn)力量并獲得合理的利益回報(bào),確保量子科技的安全和有益的發(fā)展和使用,促進(jìn)量子科技產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展從而助力人類社會(huì)的發(fā)展。