?量子科技發(fā)展具有重大科學意義和戰(zhàn)略價值,是一項對傳統(tǒng)技術體系產(chǎn)生沖擊、進行重構(gòu)的重大顛覆性技術創(chuàng)新,將引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。
今年全國兩會期間,全國人大代表、中科院量子信息重點實驗室副主任郭國平教授提交了關于貫徹落實中央經(jīng)濟工作會議精神加快我國量子計算研發(fā)和應用推廣的建議。郭國平建議出臺國家級量子計算技術和產(chǎn)業(yè)支持政策,鼓勵央企及大型國企率先開展量子計算應用賦能場景示范,加快自主量子計算生態(tài)圈的構(gòu)建。
1量子科技成兩會“高頻詞”
歷屆兩會中,量子科技成為成為科技領域中出現(xiàn)次數(shù)越來越多的“熱詞”,具有風向標意義。早在2010年全國兩會,政府工作報告在大力發(fā)展科學技術方面提到,“前瞻部署生物、納米、量子調(diào)控、信息網(wǎng)絡、氣候變化、空天海洋等領域基礎研究和前沿技術研究”。
2016年全國兩會,政府工作報告在回顧“十二五”發(fā)展成就時稱,“科技創(chuàng)新實現(xiàn)重大突破。量子通信、中微子振蕩、高溫鐵基超導等基礎研究取得一批原創(chuàng)性成果”。
2018年和2021年全國兩會,政府工作報告在回顧發(fā)展成績中分別談到量子信息/量子科技。并且,在2021年全國兩會發(fā)布的“十四五”規(guī)劃指出,不僅要整合優(yōu)化科技資源配置,聚焦量子信息等重大創(chuàng)新領域組建一批國家實驗室,而且加強原創(chuàng)性引領性科技攻關,瞄準量子信息等前沿領域,實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。
除兩會外,在2022年12月和2023年2月的兩次中央經(jīng)濟工作會議上,會議均強調(diào)要加快量子計算等前沿技術研發(fā)和應用推廣。
隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化深入發(fā)展,計算能力已經(jīng)成為國家科技實力的核心競爭力,量子計算不僅將為后摩爾時代計算能力的提升提供全新的解決方案,而且是事關國家安全的關鍵核心技術。
針對量子計算的發(fā)展,一般可分為兩個階段:
第一階段,在實驗室搭建量子計算系統(tǒng)和展示性量子計算機的任務,即從0到1。
第二階段,量子計算產(chǎn)業(yè)化,走出實驗室,接受市場考驗,獲得用戶認可,即從1到N。
對我國而言,國家政府自2016年以來,先后在政策、資金等方面持續(xù)投入,大學單位、科研機構(gòu)和企業(yè)積極行動,投身量子計算。
2016年8月,國務院發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》在“科技創(chuàng)新2030-重大項目”中,“量子通信與量子計算機”為名列第三的重大科技項目。
資金投入上,2016-2020年度,政府僅在“量子調(diào)控與量子信息”重點專項中累計撥款超過19.554億元人民幣。
企業(yè)方面,不僅國內(nèi)科技公司和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛開展量子計算研究,而且涌現(xiàn)出許多量子計算創(chuàng)業(yè)公司。
經(jīng)過多年耕耘,中國近年來在量子計算方面取得多項重大進展。中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊2020年在76個光子的光量子計算機原型機“九章”實現(xiàn)量子計算優(yōu)越性,比谷歌“懸鈴木”快一百億倍;
2021年,擁有62個量子比特的超導量子計算機原型機“祖沖之號”誕生,后來升級的“祖沖之二號”達成量子優(yōu)越性,從而使中國成為世界上唯一一個在兩個技術路線上實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。
毫無疑問,“九章”和“祖沖之號”量子計算機原型機的誕生不僅代表著中國在量子計算某些領域的自主研發(fā)能力進入國際先進水平,而且意味著中國在量子計算的發(fā)展上跨過第一階段,迎來從1到 N 的量子計算產(chǎn)業(yè)化階段。
對我國來說,量子計算產(chǎn)業(yè)化意義非凡。一方面,只有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,在市場落地,量子計算才有長久生命力,才能體現(xiàn)出真正的價值和潛力;另一方面,當前,全球量子計算產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速,各個國家和地區(qū)之間的競爭日趨激烈。
2我國量子計算產(chǎn)業(yè)化面臨的問題
波士頓咨詢(BCG)發(fā)布的報告預測,在不考慮量子糾錯算法的進展情況下,保守估計到2035年,全球量子計算應用市場規(guī)模將達到近20億美元,2050年暴漲到2600多億美元;若量子計算技術迭代速度超出預期,樂觀估計2035年市場規(guī)模可突破600億美元,2050年則有望飆升至2950億美元。由此可見,量子計算市場規(guī)模發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
但是,量子計算從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化,還有一段很長的路要走。郭國平指出,我國量子計算科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀依然不容樂觀,主要有以下3個問題:
01我國量子計算國內(nèi)應用落地難
我國量子計算技術研發(fā)成本高,商業(yè)化開拓難,研發(fā)和應用之間“斷層”明顯。國際上,量子計算的研制開發(fā)已步入由龍頭企業(yè)主導,研發(fā)、應用“雙向驅(qū)動”,應用牽引和市場導向的加速效能凸現(xiàn)。
與國外相比,我國量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為滯后,和中國量子算力“攜手”開發(fā)應用的央企不到央企總數(shù)的5%,我國現(xiàn)有量子計算產(chǎn)業(yè)圈的整體實力僅為國外同類別量子產(chǎn)業(yè)圈的百分之一。
同時我們也沒有很好的區(qū)分高校研究所、實驗室的量子科學研究以及產(chǎn)業(yè)化、市場化的量子技術產(chǎn)品研發(fā),未能突出量子科技企業(yè)的主體創(chuàng)新地位和責任,未充分發(fā)揮應用需求牽引和市場競爭的作用。
02歐美“環(huán)中國”量子算力“鏈”已基本閉環(huán)
歐美等國量子計算起步早、發(fā)展快,產(chǎn)業(yè)成熟度高,呈“步步緊逼”態(tài)勢,已逐步建立“環(huán)中國”量子計算生態(tài)“鏈”,并通過科技制裁遏制或遲滯我國量子計算發(fā)展。
2017年,美國IBM公司成立的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟擁有210多個成員,涉及500強公司、初創(chuàng)企業(yè)、學術機構(gòu)和研究實驗室。加拿大2020年成功組建量子工業(yè)部,包含24家專門從事量子領域的加拿大硬件和軟件公司。2022年,德國漢堡啟動“量子創(chuàng)新之都”量子計算網(wǎng)絡聯(lián)盟。同年,澳大利亞國家級最高機構(gòu)澳大利亞技術委員會(TCA)宣布成立澳大利亞量子聯(lián)盟(AQA)。中國周邊的日本、韓國、印度,甚至中國臺灣省的部分企業(yè)都紛紛入局,與這些聯(lián)盟機構(gòu)展開合作。
03加快量子計算研發(fā)和應用推廣要謹防“戶戶點火、家家冒煙”
“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”,面對日益復雜的量子計算國際競爭形勢,我國必須奮起直追,2022年中央經(jīng)濟工作會也明確提出了加快量子計算研發(fā)和應用推廣。在高度重視有序推進中國量子計算事業(yè)的同時,我們也需謹防“家家點火、戶戶冒煙”,一擁而上搞量子計算,從而分散弱化量子計算賽道上的中國力量。
最近國內(nèi)出現(xiàn)“量子計算熱”后,少數(shù)過去很少涉足量子計算研究的企業(yè)突然宣稱其在量子計算方面有“重大進展”,這種現(xiàn)象需引起重視。歐美大約從30年前開始布局量子計算研發(fā),中國大約從20年前起步量子計算研發(fā),不論是美國還是中國,在量子計算研發(fā)方面都經(jīng)歷了一個長期過程。沒有人能“一日千里”研制出量子計算機,在歐美國際量子計算“圍堵”面前,中國量子計算研發(fā)力量需握緊拳頭,同心共力,艱苦奮斗。
3助力量子計算“輕松落地”的三條路徑
郭國平提到,中國已成為世界上第三個具備量子計算機整機交付能力的國家,但我國量子計算技術研發(fā)成本高,商業(yè)化開拓難,研發(fā)和應用之間“斷層”明顯,落地較難。
對此,郭國平建議:“出臺國家級量子計算技術和產(chǎn)業(yè)支持政策,建立相應跨部門協(xié)調(diào)機制,多部門協(xié)同推進量子計算技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,集中力量突破重點關鍵問題?!?/span>
一是鼓勵使用現(xiàn)有國產(chǎn)首臺套量子計算機,引導國產(chǎn)量子計算機更快進入我國經(jīng)濟體系,盡快對國民經(jīng)濟形成實際算力支撐。
二是強化企業(yè)創(chuàng)新主體地位和責任,鼓勵央企及大型國企率先開展量子計算應用賦能場景示范。
量子計算作為國家戰(zhàn)略,關系到國家未來軍事安全和經(jīng)濟發(fā)展。國家宜鼓勵引導央企、大型國企及其他行業(yè)龍頭企業(yè)和量子計算企業(yè)在目前國際量子算力已經(jīng)發(fā)揮作用的領域盡快深化合作,這些領域有金融、生物醫(yī)藥、新材料、人工智能、氣象預報、密碼破譯、智能制造等,促進我國量子計算技術在經(jīng)濟層面的應用。
三是發(fā)揮國內(nèi)市場優(yōu)勢,以應用“反推”行業(yè)技術發(fā)展。
谷歌、IBM等國外企業(yè)爭相布局自己的量子生態(tài)系統(tǒng),如IBM Q Network已囊括多個行業(yè)的100多個組織,涵蓋航空、汽車、金融、能源、保險、材料和電子等領域,產(chǎn)品貫穿量子芯片、基礎軟件、應用服務等產(chǎn)業(yè)鏈上下游。
參考國外經(jīng)驗,我國宜根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展對量子計算的需求,建立完整量子計算應用生態(tài)體系,促進量子計算產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈與應用需求的深度融合,設立企業(yè)牽頭的量子計算產(chǎn)業(yè)應用中心,給予國家專項資金支持計劃,落實科技創(chuàng)新稅收優(yōu)惠政策,引導企業(yè)加大研發(fā)投入,扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(審核編輯: Doris)