量子產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速 構(gòu)筑未來(lái)產(chǎn)業(yè)新版圖

量子科技作為前沿技術(shù)的重要陣地，已在全球范圍內(nèi)掀起新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，被譽(yù)為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐。量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量等技術(shù)的突破與應(yīng)用，不僅有望為人類社會(huì)帶來(lái)顛覆性變革，更將催生新質(zhì)生產(chǎn)力，重塑全球產(chǎn)業(yè)格局。我國(guó)在量子科技領(lǐng)域已取得多項(xiàng)原創(chuàng)性突破，部分領(lǐng)域已躋身國(guó)際第一方陣，為搶占未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)前，量子產(chǎn)業(yè)正處于從基礎(chǔ)研究向工程化、產(chǎn)品化轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。加快量子科技成果轉(zhuǎn)化，培育壯大量子產(chǎn)業(yè)主體，形成新質(zhì)生產(chǎn)力，對(duì)于構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系具有重要戰(zhàn)略意義。

把握量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇

量子產(chǎn)業(yè)是基于量子力學(xué)原理形成的新興產(chǎn)業(yè)集群，對(duì)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)和國(guó)家安全具有重大戰(zhàn)略意義。量子產(chǎn)業(yè)主要包括量子計(jì)算、量子通信和量子精密測(cè)量三大領(lǐng)域。從整體上看，量子技術(shù)正處于從基礎(chǔ)科研與實(shí)驗(yàn)探索向產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用探索過(guò)渡的早期階段。從技術(shù)發(fā)展進(jìn)程看，正處于從基礎(chǔ)研究向工程應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，特別是“量子+”多學(xué)科和多場(chǎng)景應(yīng)用貫通，將成為助力量子產(chǎn)業(yè)迅速成長(zhǎng)的新通道，有望在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、金融科技、信息安全、能源材料、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性應(yīng)用。

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視量子產(chǎn)業(yè)，爭(zhēng)相搶占量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。美國(guó)已通過(guò)《國(guó)家量子計(jì)劃法案》《量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全準(zhǔn)備法案》《量子準(zhǔn)備：向后量子密碼學(xué)的遷移》等，支持量子科學(xué)、技術(shù)和工程的發(fā)展。歐盟發(fā)布《戰(zhàn)略研究和行業(yè)議程（SRIA）》，統(tǒng)籌歐洲正在進(jìn)行的所有量子技術(shù)工業(yè)和研發(fā)計(jì)劃，明確在歐洲推進(jìn)部署量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)展量子計(jì)算機(jī)，全面推進(jìn)量子技術(shù)戰(zhàn)略。2023年，德國(guó)政府通過(guò)“量子技術(shù)行動(dòng)計(jì)劃”，英國(guó)政府公布“國(guó)家量子戰(zhàn)略”，澳大利亞、俄羅斯、日本、韓國(guó)、印度等也發(fā)布和實(shí)施了相關(guān)計(jì)劃。

我國(guó)在量子領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了從跟蹤、并跑到部分領(lǐng)跑的飛躍。具體而言，我國(guó)在量子通信的研究與應(yīng)用方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位，在量子計(jì)算方面牢固占據(jù)國(guó)際第一方陣，在量子精密測(cè)量的多個(gè)方向進(jìn)入國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。光量子計(jì)算機(jī)“九章三號(hào)”已實(shí)現(xiàn)對(duì)255個(gè)光量子的精確操控，176比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算云平臺(tái)已正式上線并面向全球用戶開放。2022年繼“墨子號(hào)”之后，“濟(jì)南1號(hào)”量子通信微納衛(wèi)星已成功發(fā)射并在軌運(yùn)行，量子通信衛(wèi)星地面站也實(shí)現(xiàn)小型化技術(shù)突破。在時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)方面，我國(guó)首次在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)百公里級(jí)的自由空間高精度時(shí)間頻率傳遞實(shí)驗(yàn)，達(dá)到國(guó)際最優(yōu)水平。

量子產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

量子計(jì)算商業(yè)化正在逐步實(shí)現(xiàn)，場(chǎng)景應(yīng)用拉動(dòng)作用不斷凸顯。近年來(lái)，量子計(jì)算的研制開發(fā)逐步由龍頭企業(yè)主導(dǎo)，研發(fā)、應(yīng)用“雙向驅(qū)動(dòng)”，應(yīng)用牽引和市場(chǎng)導(dǎo)向的加速效能凸顯。量子計(jì)算將擴(kuò)展至各個(gè)行業(yè)，為終端用戶提供轉(zhuǎn)型能力，涵蓋化學(xué)模擬、生物醫(yī)藥、交運(yùn)航空、人工智能、氣象預(yù)測(cè)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，從而帶來(lái)市場(chǎng)的重大變革。例如，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，其模擬分子特性的能力可以顯著縮短藥物研發(fā)周期，特別是在抗癌藥物的開發(fā)上。在人工智能領(lǐng)域，依賴于量子計(jì)算硬件設(shè)備的完善和量子算法的進(jìn)步，將推動(dòng)人工智能向更深層次發(fā)展。

量子保密通信與后量子密碼加密（PQC）有望形成融合應(yīng)用方案。目前，量子密鑰分發(fā)（QKD）是全球普遍采用的解決方案，但QKD并不是應(yīng)對(duì)量子計(jì)算威脅的唯一方法。全球信息安全管理機(jī)構(gòu)和密碼學(xué)界正致力于升級(jí)現(xiàn)有的公鑰加密體系，以形成能夠抵抗量子計(jì)算破解的加密算法和體系，即后量子密碼加密（PQC）。2021年，中國(guó)的科研聯(lián)合團(tuán)隊(duì)完成了全球首次“QKD+PQC”融合可用性的現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證。隨著美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在PQC標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作不斷推進(jìn)以及PQC方案的逐步成熟，PQC與QKD融合的方案有望成為應(yīng)對(duì)量子計(jì)算威脅的有效選擇，為通信提供保密性服務(wù)。

量子測(cè)量?jī)x器逐步向小型化發(fā)展。當(dāng)前量子測(cè)量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到應(yīng)用落地的關(guān)鍵階段，有望產(chǎn)生規(guī)模化應(yīng)用效應(yīng)，展現(xiàn)了重要的商業(yè)價(jià)值。量子精密測(cè)量設(shè)備體積日益縮小，正在從傳統(tǒng)的大型裝置逐步演變?yōu)楸銛y式設(shè)備，甚至集成到傳感芯片中。在地面或飛行試驗(yàn)中需要使用大量測(cè)量?jī)x器，由于使用環(huán)境與安裝條件限制，為開展計(jì)量校準(zhǔn)而進(jìn)行拆裝往往會(huì)帶來(lái)巨大的成本和損耗，而且在很多特殊的應(yīng)用環(huán)境和場(chǎng)合下，可能根本無(wú)法提供在線校準(zhǔn)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。如果采用具備自校準(zhǔn)或免標(biāo)定功能的量子傳感器件，就能很好地解決此類問題。所以量子測(cè)量?jī)x器向著體積小、高準(zhǔn)確度方向發(fā)展。

正視量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)

量子產(chǎn)業(yè)是涉及多學(xué)科交叉融合的新興領(lǐng)域，需要基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展。但目前我國(guó)量子產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展不平衡，基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)脫節(jié)，核心器件、底層算法等關(guān)鍵技術(shù)有待突破，產(chǎn)業(yè)鏈各主體分工協(xié)作、融通創(chuàng)新的機(jī)制尚不健全。量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量等量子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程參差不齊，缺乏具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。量子技術(shù)本身的復(fù)雜性、不確定性導(dǎo)致社會(huì)大眾對(duì)量子技術(shù)存在認(rèn)知偏差，亟須加強(qiáng)科普宣傳，營(yíng)造有利于量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的社會(huì)環(huán)境。

量子產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)藏著顛覆性力量，有望催生新一輪產(chǎn)業(yè)變革，但目前量子技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用還處于萌芽階段，應(yīng)用場(chǎng)景亟待豐富。目前量子技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用還較為單一，主要集中在通信、金融等領(lǐng)域，如量子保密通信可用于構(gòu)建“量子防護(hù)+”的網(wǎng)絡(luò)安全體系，量子隨機(jī)數(shù)可應(yīng)用于彩票、金融交易等場(chǎng)景。但量子技術(shù)在醫(yī)療、能源、材料、人工智能等領(lǐng)域也有廣闊應(yīng)用前景。例如，量子計(jì)算有望突破經(jīng)典計(jì)算瓶頸，在藥物篩選、新材料設(shè)計(jì)等領(lǐng)域取得重大進(jìn)展；量子精密測(cè)量可應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療診斷、油氣勘探等領(lǐng)域；量子模擬或?qū)⒅厮苄虏牧稀⑿履茉吹难邪l(fā)流程。推動(dòng)量子技術(shù)與垂直行業(yè)深度融合，加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用落地步伐，是我國(guó)量子產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的關(guān)鍵所在，要立足行業(yè)需求，發(fā)揮量子技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，打造一批標(biāo)志性應(yīng)用，形成可復(fù)制、可推廣的新模式新業(yè)態(tài)，以應(yīng)用創(chuàng)新牽引產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

量子科技是一個(gè)交叉學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)復(fù)合型、高端化人才需求旺盛，但目前我國(guó)量子領(lǐng)域人才儲(chǔ)備不足，高水平人才培養(yǎng)機(jī)制亟待完善。量子科技涉及物理學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、電子工程等多個(gè)學(xué)科，對(duì)從業(yè)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)、研究能力提出較高要求。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)量子領(lǐng)域科研人才數(shù)量稀缺，應(yīng)用型、復(fù)合型人才尤其緊缺。高校量子相關(guān)專業(yè)建設(shè)滯后，難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的機(jī)制還不完善，產(chǎn)教融合、科教融合有待加強(qiáng)。受大環(huán)境影響，海外高層次人才引進(jìn)難度較大，高校培育的量子領(lǐng)域?qū)I(yè)人才轉(zhuǎn)行導(dǎo)致流失問題也有所顯現(xiàn)。量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展比拼的歸根結(jié)底是人才競(jìng)爭(zhēng)，不僅是尖端頭部人才，也需要數(shù)量眾多的中堅(jiān)人才。大力引培一批“高精尖缺”復(fù)合型人才，在人才數(shù)量和質(zhì)量上實(shí)現(xiàn)雙提升，夯實(shí)量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才基礎(chǔ)。

量子產(chǎn)業(yè)作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)，需要“長(zhǎng)期主義”和“耐心資本”。前幾年，資本市場(chǎng)對(duì)量子技術(shù)寄予厚望，部分頭部科技企業(yè)憑借資本加持，加速在量子領(lǐng)域布局，但當(dāng)下眼見受困于量子產(chǎn)業(yè)化周期長(zhǎng)、不確定性高等因素，盈利情況不及預(yù)期，資本市場(chǎng)變現(xiàn)預(yù)期落空，紛紛關(guān)停量子研發(fā)部門，急于撤資，戰(zhàn)略眼光趨于短視化。必須看到，量子技術(shù)商業(yè)化道路注定是一場(chǎng)“耐力賽”，急功近利只會(huì)適得其反，量子領(lǐng)域投資熱度雖高，但“玩家”良莠不齊。部分深耕企業(yè)專注于量子技術(shù)創(chuàng)新，奮力攻關(guān)“卡脖子”難題，而個(gè)別企業(yè)則偏重概念炒作，實(shí)際能力有限。資本要秉持戰(zhàn)略耐心，與量子企業(yè)形成緊密利益共同體，共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，共享收益。既要重視量子技術(shù)商業(yè)化道路的不確定性，也要看到量子產(chǎn)業(yè)廣闊的發(fā)展空間，在平衡風(fēng)險(xiǎn)和收益中把握投資節(jié)奏。

加快推進(jìn)量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展

當(dāng)前，量子產(chǎn)業(yè)正處于從基礎(chǔ)研究向工程化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段，既面臨難得的發(fā)展機(jī)遇，也面臨諸多挑戰(zhàn)。要堅(jiān)定不移實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引發(fā)展戰(zhàn)略，把量子科技擺在更加突出的位置，加強(qiáng)政策協(xié)同，強(qiáng)化要素保障，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，加快推進(jìn)量子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。充分發(fā)揮我國(guó)量子科技發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，加快科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，形成新質(zhì)生產(chǎn)力，搶占量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中贏得主動(dòng)。

制定國(guó)家量子戰(zhàn)略，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。量子技術(shù)代表未來(lái)科技發(fā)展方向，事關(guān)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展全局。當(dāng)前，量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新的關(guān)鍵階段，亟須在國(guó)家戰(zhàn)略層面予以統(tǒng)籌謀劃和系統(tǒng)部署。一是進(jìn)一步完善國(guó)家量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，加強(qiáng)宏觀指導(dǎo)，明確量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。聚焦量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量等重點(diǎn)領(lǐng)域，超前布局未來(lái)5年-10年量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，系統(tǒng)布局基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、人才培養(yǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施等任務(wù)，為量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供全周期指引。二是強(qiáng)化部門統(tǒng)籌，完善協(xié)調(diào)機(jī)制。加強(qiáng)科技、產(chǎn)業(yè)、教育、人才等各項(xiàng)政策的一體化設(shè)計(jì)和協(xié)同實(shí)施，形成推進(jìn)合力。三是準(zhǔn)確把握全球發(fā)展態(tài)勢(shì)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整政策，確保量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展行穩(wěn)致遠(yuǎn)。

提前布局基礎(chǔ)，完善創(chuàng)新平臺(tái)和公共服務(wù)能力。量子技術(shù)發(fā)展對(duì)科研裝置、測(cè)試條件提出極高要求，需要超前部署、集中力量予以保障。一是聚焦量子計(jì)算原型機(jī)、量子材料與器件、量子芯片等前沿方向，發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等重大創(chuàng)新平臺(tái)作用，加強(qiáng)量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量等關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，打造原始創(chuàng)新策源地。二是支持領(lǐng)軍企業(yè)和科研院所共建量子計(jì)算中心，打造產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新高地。在量子產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展基礎(chǔ)較好的地區(qū)，打造國(guó)家級(jí)量子未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)，探索量子技術(shù)應(yīng)用新業(yè)態(tài)新模式，形成可復(fù)制可推廣的發(fā)展路徑。三是優(yōu)化提升計(jì)量測(cè)試、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、科技咨詢等公共服務(wù)，完善產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施，營(yíng)造良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

秉持長(zhǎng)期主義，培育壯大量子產(chǎn)業(yè)主體。量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展既需要“頂天”的尖端技術(shù)，也需要“立地”的應(yīng)用場(chǎng)景，大中小企業(yè)各有所長(zhǎng)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。一是立足量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，加強(qiáng)分類指導(dǎo)，促進(jìn)大中小企業(yè)協(xié)同發(fā)展。二是支持高新、專精特新企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，完善首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制，加大首購(gòu)、訂購(gòu)支持力度，攜手攻克“無(wú)人使用”難題。三是支持行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭組建創(chuàng)新聯(lián)合體，加大研發(fā)投入，突破核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等瓶頸。四是引導(dǎo)龍頭企業(yè)、高校院所、金融機(jī)構(gòu)等協(xié)同發(fā)力，加強(qiáng)供需對(duì)接，構(gòu)建特色鮮明、錯(cuò)位發(fā)展的量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)整體突破、跨越發(fā)展。

強(qiáng)化場(chǎng)景牽引，提升應(yīng)用創(chuàng)新能力。量子技術(shù)變革性強(qiáng)，應(yīng)用潛力巨大，但量子產(chǎn)品“最后一公里”如何落地，仍是一個(gè)世界性難題。一是聚焦重大戰(zhàn)略需求，在國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全、新一代通信、生物醫(yī)藥、新能源等重點(diǎn)領(lǐng)域，加大應(yīng)用力度。二是鼓勵(lì)龍頭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校圍繞重點(diǎn)行業(yè)場(chǎng)景，加強(qiáng)工程技術(shù)創(chuàng)新，開展工程化、產(chǎn)品化探索，研制一批實(shí)用化、市場(chǎng)化的量子產(chǎn)品。三是發(fā)揮產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、行業(yè)協(xié)會(huì)等的紐帶作用，搭建量子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)接平臺(tái)，暢通技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品開發(fā)、推廣應(yīng)用的快車道。建立健全量子細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，加快形成技術(shù)規(guī)范。

（本文第二作者、第三作者為賽迪未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心鐘新龍、彭璐）

責(zé)任編輯：陳希琳