侯勝東

量子信息產(chǎn)業(yè)是新一輪科技和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵領(lǐng)域，已成為全球主要發(fā)達國家爭奪的顛覆性未來產(chǎn)業(yè)制高點。作為高質(zhì)量共建“一帶一路”的前沿合作領(lǐng)域，量子計算、量子通信和量子測量三大核心產(chǎn)業(yè)具有廣闊的潛在應(yīng)用價值，對賦能高質(zhì)量共建“一帶一路”具有重要意義。近年來，我國量子信息科技已實現(xiàn)由跟跑、并跑到部分領(lǐng)跑，已形成具有后發(fā)優(yōu)勢的量子信息科技體系化能力。然而，作為科技前沿領(lǐng)域，我國量子信息產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，在更好賦能高質(zhì)量共建“一帶一路”方面仍面臨諸多困難，表現(xiàn)為多雙邊合作機制尚不完善、民用市場化應(yīng)用場景有限、社會面產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)不優(yōu)。在高質(zhì)量共建“一帶一路”階段，建議積極推動與重點國家強化政策和合作機制協(xié)同，加快量子信息技術(shù)與“五通”（政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通）融合發(fā)展，依托強大國內(nèi)量子科技優(yōu)勢整合國際市場資源。

一、量子信息產(chǎn)業(yè)推動高質(zhì)量共建“一帶一路”具有重要意義

（一）加快數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，加強互聯(lián)互通融合力

在高質(zhì)量共建“一帶一路”階段，量子信息產(chǎn)業(yè)可以充分發(fā)揮沿線各國海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場景優(yōu)勢，通過加速沿線共建國家實體經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)濟融合催生更多新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式。一是極大降低互聯(lián)互通成本。與經(jīng)典計算相比，量子計算通過量子糾纏、量子疊加可以實現(xiàn)更高算力性能提升。如中國科學院量子計算云平臺擁有世界上最高性能的超導(dǎo)電路量子處理器“祖沖之號”，其在隨機電路采樣任務(wù)上達到了258萬億次每秒，比谷歌公司2019年宣布實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的“懸鈴木”快100億倍以上。二是較大提升互聯(lián)互通效率。通過更高算力，可以更高效解決人工智能、金融、物流、能源、交通等領(lǐng)域深度學習和算法組合優(yōu)化等問題。三是創(chuàng)造互聯(lián)互通新需求。從產(chǎn)業(yè)端看，量子信息產(chǎn)業(yè)中的芯片、算法、軟件硬件協(xié)同、應(yīng)用開發(fā)接口等眾多細分環(huán)節(jié)均會出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)需求。從消費端看，以量子科技帶來的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新將創(chuàng)造社會新需求，引領(lǐng)生產(chǎn)生活方式發(fā)生重大變化。

（二）促進前沿技術(shù)領(lǐng)域深度合作，提升科技創(chuàng)新影響力

作為前沿技術(shù)領(lǐng)域，量子信息產(chǎn)業(yè)具有探索性、先導(dǎo)性、前瞻性、引領(lǐng)性特征，超前布局量子信息產(chǎn)業(yè)有利于促進我國與“一帶一路”沿線國家在該領(lǐng)域合作，提升科技創(chuàng)新影響力。近年來，“一帶一路”沿線國家中的俄羅斯、新加坡等國家均在量子信息科技領(lǐng)域取得了一定突破，其中俄羅斯已實現(xiàn)16比特離子阱量子計算機，新加坡推出全球首個國家量子安全網(wǎng)絡(luò)。就量子測量的投融資情況來看，2020年至2022年“一帶一路”共建國家的中國、新加坡融資額占全球的比例分別為51.61%和6.45%。同時，部分沿線國家政府、科研機構(gòu)、傳統(tǒng)優(yōu)勢企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭等紛紛入局，競相搶占量子科技制高點，積極布局量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

（三）維護數(shù)據(jù)主權(quán)和數(shù)據(jù)安全，重塑國際競合穩(wěn)定力

數(shù)據(jù)主權(quán)和安全已成為加快推動世界百年未有之大變局加速演進的重要內(nèi)容。一方面，以美國為代表的西方發(fā)達國家加緊推動數(shù)字霸權(quán)主義、帝國主義和殖民主義進程，其主要手段是通過平臺系統(tǒng)、知識產(chǎn)權(quán)與數(shù)據(jù)庫建設(shè)在世界范圍內(nèi)掠奪信息、知識和數(shù)據(jù)等數(shù)字資源，世界各國尤其是發(fā)展中國家的數(shù)據(jù)主權(quán)和安全的不穩(wěn)定性顯著增強；另一方面，以中國為代表的發(fā)展中國家數(shù)字經(jīng)濟活力日益增強，以量子信息為代表的新一代信息技術(shù)可以通過數(shù)字外交和交流合作構(gòu)建國際數(shù)字環(huán)境，擴大相關(guān)領(lǐng)域的標準制定話語權(quán)，為實現(xiàn)數(shù)字主權(quán)和安全的包容性國際化提供更多支撐。

二、近年來我國量子科技領(lǐng)域已形成獨特后發(fā)比較優(yōu)勢

（一）規(guī)劃先行：政策支撐體系不斷健全，頂層設(shè)計前瞻性優(yōu)勢明顯

當前，我國在量子信息科技領(lǐng)域已經(jīng)形成了相對健全的政策規(guī)劃體系，頂層設(shè)計的前瞻性優(yōu)勢較為明顯。國家層面，發(fā)展量子信息產(chǎn)業(yè)已上升為國家戰(zhàn)略。“十三五”期間，科技部部署實施了“量子調(diào)控與量子信息”重點研發(fā)計劃。“十四五”規(guī)劃提出要實施部署科技創(chuàng)新2030—“量子通信與量子計算機”重大項目，加強量子科技基礎(chǔ)研究，積極推進量子科技產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。地方層面，北京、上海、廣東、安徽等22個省份圍繞量子科技均已出臺詳細發(fā)展規(guī)劃和指導(dǎo)意見，量子計算、量子通信、量子精密測量等重點細分產(chǎn)業(yè)布局正在加快推進。

（二）創(chuàng)新驅(qū)動：創(chuàng)新研發(fā)環(huán)境愈加完備，關(guān)鍵核心技術(shù)支撐不斷夯實

從全球競爭來看，近年來我國量子科技活動正在加速，創(chuàng)新研發(fā)的環(huán)境體系更加完備，部分關(guān)鍵核心技術(shù)支撐能力不斷夯實。投資方面，據(jù)2023年麥肯錫量子年報，我國政府的投資估計高達153億美元，是歐盟政府投資（72億美元）的兩倍以上、美國政府投資（19億美元）的八倍以上。創(chuàng)新方面，我國在所有技術(shù)領(lǐng)域都增加了QT專利，在全球QT專利總數(shù)中占一半以上。數(shù)據(jù)顯示，2017年我國量子通信相關(guān)專利申請數(shù)量達141項，到2021年增至309項；2022年我國量子通信相關(guān)專利申請數(shù)量共195項。截至2023年7月，我國量子通信專利申請數(shù)量達49項。市場來看，2021年我國新增量子通信相關(guān)企業(yè)10944家，同比增長1181.5%；2022年我國新增量子通信相關(guān)企業(yè)13671家，同比增長24.9%。

（三）需求引導(dǎo)：多元應(yīng)用場景日益豐富，重點沿線國家潛在合作空間廣闊

量子計算在原子尺度直接模擬微觀系統(tǒng)相互作用，可為物理、化學、材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域帶來全新探索工具。量子通信在軍事、國防、政務(wù)、金融、電力等領(lǐng)域已實現(xiàn)應(yīng)用。目前，我國是全球在量子密鑰分發(fā)（以下簡稱QKD）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中成果最多的國家。同時，隨著QKD 相關(guān)技術(shù)標準的成熟，量子通信器件和終端設(shè)備將趨于小型化、移動化，量子通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)將擴展到商業(yè)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、個人數(shù)據(jù)存儲和信息消費等領(lǐng)域，催生更多的下游行業(yè)應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，2022年中國量子通信市場規(guī)模為709億元，預(yù)計2023年中國量子通信市場規(guī)模將漲至805億元。量子測量在科研、國防、能源、航空、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域具有諸多應(yīng)用場景，其中量子時鐘源、量子磁力計、量子雷達、量子重力儀、量子陀螺、量子加速度計等量子傳感器已在軍事國防、生物醫(yī)療、航空航天、科學研究中得到一定應(yīng)用。

三、現(xiàn)階段我國量子信息產(chǎn)業(yè)拓展國際合作面臨的主要問題

（一）多雙邊合作機制尚不完善，累積性后發(fā)比較優(yōu)勢有待激活

盡管我國已在部分量子信息技術(shù)領(lǐng)域取得世界領(lǐng)先水平，但上述我國累積性后發(fā)比較優(yōu)勢仍有待激活。首先，我國量子信息產(chǎn)業(yè)主要以國內(nèi)部分地方政府主導(dǎo)為主，存在較為突出的“加拉帕戈斯”現(xiàn)象。其次，我國與“一帶一路”共建沿線國家政府層面頂層規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略尚未形成有效對接，各國間 “數(shù)據(jù)孤島”問題較為突出。再次，我國具有先發(fā)優(yōu)勢的領(lǐng)域，如基礎(chǔ)研發(fā)、核心技術(shù)、場景應(yīng)用等“走出去”尚缺乏具體平臺載體和實施路徑。最后，現(xiàn)有數(shù)據(jù)新型基礎(chǔ)設(shè)施布局有待進一步優(yōu)化，東數(shù)西算8大算力樞紐、10個國家數(shù)據(jù)中心集群主要集中在東部核心地區(qū)，而“一帶一路”沿線各國區(qū)位聯(lián)結(jié)較為緊密地區(qū)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施布局相對匱乏。

（二）民用市場化應(yīng)用場景有限，核心領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化能力有待加強

從產(chǎn)業(yè)化與市場化布局上看，我國量子信息核心領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化能力相對落后，需求潛力巨大與有效需求不足并存。一方面，與歐美、日韓等發(fā)達地區(qū)和國家相比，我國量子信息領(lǐng)域優(yōu)勢主要集中在以高校科研院所為核心的基礎(chǔ)研發(fā)和國防軍事領(lǐng)域，而民用實用性技術(shù)拓展能力偏弱，產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用場景探索與產(chǎn)業(yè)培育尚處于起步階段。另一方面，關(guān)鍵核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件仍受到較大約束，產(chǎn)業(yè)鏈上游多數(shù)為美國、英國、德國、日本的企業(yè)，硅基芯片、光學技術(shù)、稀釋制冷機、真空系統(tǒng)等核心關(guān)鍵零部件“卡脖子”問題凸出。同時，我國具有技術(shù)優(yōu)勢的超導(dǎo)量子領(lǐng)域軟件系統(tǒng)較為匱乏。

（三）社會面產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)不優(yōu)，生產(chǎn)性服務(wù)保障水平有待提升

社會層面來看，我國量子信息產(chǎn)業(yè)賦能高質(zhì)量共建“一帶一路”的生態(tài)仍需改善。一是交流水平不夠，社會大眾的量子技術(shù)知識普及度不足，國際合作中民間科技交流相對較少。二是國家間跨學科、跨行業(yè)、跨組織的人才培養(yǎng)相對匱乏，與俄羅斯、新加坡等前沿共建國家的人才交流合作培訓有待加強。三是社會資本投資熱情不高。盡管我國量子領(lǐng)域投融資規(guī)模居全球前列，但對量子前沿領(lǐng)域的投入主要以政府和大型央企等國家資本力量為主，社會資本的投入相對有限。

四、量子信息產(chǎn)業(yè)賦能高質(zhì)量共建“一帶一路”的對策建議

（一）積極推動與重點國家政策及合作機制協(xié)同

一是加快推動量子信息產(chǎn)業(yè)國際合作。推動與俄羅斯、新加坡等重點沿線國家簽訂《量子信息產(chǎn)業(yè)協(xié)定》，增強中國企業(yè)在全球科技產(chǎn)業(yè)鏈中的節(jié)點影響力，并將強化我國量子科技在高質(zhì)量共建“一帶一路”的示范與輻射效應(yīng)。二是推動成立“一帶一路”量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和量子信息行業(yè)聯(lián)盟平臺，促進各國政府管理部門、研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)公司深入交流與合作。提升我國行業(yè)用戶、企業(yè)等在國際量子測量標準制定中的參與度，面向重點領(lǐng)域成立標準推進聯(lián)盟，支持各國企業(yè)參與我國量子計算云平臺。

（二）加快推動量子信息技術(shù)與“五通”融合發(fā)展

一是支持引導(dǎo)量子龍頭企業(yè)參與海外投資建設(shè)項目。推動量子信息技術(shù)在多行業(yè)領(lǐng)域融合創(chuàng)新應(yīng)用，聯(lián)合生態(tài)合作伙伴構(gòu)筑“量子+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)。推動建立量子計算企業(yè)與氣象、金融、石油化工、材料、生物醫(yī)藥、汽車交通等下游應(yīng)用行業(yè)的合作平臺與機制，設(shè)計專用量子模擬器，加快探索具有實際應(yīng)用價值與量子優(yōu)越性的實用案例。二是推動量子信息產(chǎn)業(yè)與政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通深度融合，提升我國量子信息產(chǎn)業(yè)在“五通”中的影響力。三是發(fā)揮我國大市場、多場景的優(yōu)勢，與沿線國家在金融、能源、化工、制藥等行業(yè)廣泛開展應(yīng)用探索，加速創(chuàng)新成果迭代，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、研發(fā)機構(gòu)和用戶單位以需求為導(dǎo)向，聯(lián)合外資企業(yè)開展應(yīng)用研究，協(xié)同推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（三）依托強大國內(nèi)量子技術(shù)優(yōu)勢整合國際市場資源

一是推動我國已有先行優(yōu)勢重點城市與部分國家重點友好城市在量子信息產(chǎn)業(yè)中的深度合作，圍繞人才、資金、管理、技術(shù)等要素強化協(xié)作。加強國內(nèi)量子核心技術(shù)全生態(tài)鏈支持，依托國家實驗室、大科學裝置等，加強對關(guān)鍵性量子糾纏技術(shù)的布局和研發(fā)，打破基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究分界，推動量子技術(shù)基礎(chǔ)研究工程化、產(chǎn)業(yè)化、小型化應(yīng)用研究，全面推動量子測量領(lǐng)域原始創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化進程。二是鼓勵跨國公司、國外科研機構(gòu)在我國建設(shè)量子計算研發(fā)測試中心，引導(dǎo)國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)和研究機構(gòu)積極開展國際合作，深度參與相關(guān)技術(shù)研究和產(chǎn)品研發(fā)工作。三是強化國際量子領(lǐng)域深度合作。通過“第三方市場合作”方式，推動與俄羅斯、新加坡等國家建立產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的聯(lián)合投融資機制。四是超前布局邊境省份量子重大基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化現(xiàn)有國家數(shù)據(jù)中心布局，重點支持新疆、云南、黑龍江等中西部省份探索建設(shè)量子數(shù)據(jù)中心節(jié)點。

（作者為國家發(fā)展改革委一帶一路建設(shè)促進中心助理研究員）