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量子科技戰：未來可期的前瞻技術

图片来源 : shutterstock、达志影像

苏翰扬╱产业分析师

寻找各国目前的前瞻技术发展方向有诸多方法，例如可以从学研机构的动向进行了解，也可以从企业研发部门作法推测，另种方式是从大国博弈中的特定限制技术观察。本文将针对除了人工智慧外，未来科技产业的前瞻性技术—量子科技进行介绍及分析。

从美中间的经济制裁观察前瞻技术

在推动企业转移生产和供应的所有因素中，地缘政治上日益加剧的紧张局势（尤其是在美国和中国之间）是首要因素。由于这2国经贸互动频繁，因此预计下一波经济制裁可能相当有挑战性，成效也令人质疑；此外，美国对中国实施人工智慧、高阶晶片和量子电脑的出口管制外，同时亦实施钢铁、电动车和太阳能板的进口限制。美国拜登政府更要求其盟国同步采取行动，例如敦促欧盟国家降低从中国采购半导体，并要求荷兰和日本停止向中国出口高端光刻设备等措施，无疑让全球局势更加复杂。

预期美国拜登政府将扩大对中国关键产业的出口管制，包括但不限于半导体、人工智慧、机器人、生物科技、自动驾驶汽车及相关领域。随着经济限制的扩大，各国的企业、大学、个人、研究机构和先进技术领域的工作人员正在谨慎追踪美、中2国关系互动，并做好应对。美国国家安全顾问杰克·苏利文在2022年9月的全球新兴技术峰会上发表指出，美国不能再像以前在技术上仅领先中国几代。他认为：「必须保持尽可能大的领先优势」，未来10年有三大技术领域将变得特别重要：(1)微电子、量子科技、人工智慧等运算技术；(2)生物制造技术以及(3)清洁能源技术。其中，「量子科技」在市场与政府推动下，将成为一大亮点。

欧美国家在量子科技发展概况

量子科技应用广泛，从商业到军事都在范畴内，吸引各国政府、企业、学术机构大力投入。首先，北大西洋公约组织（下称北约）于2024年1月发布国家量子战略（National Quantum Strategy）[1]，提及其成员国需强化量子科技在感测、精确定位、导航、潜艇航行，以及使用对抗量子密码技术升级和保护资料通讯等领域的发展；另外，北约也需要与产业界合作，目前已有44家企业进驻北大西洋的「国防创新加速器」（Defence Innovation Accelerator for the North Atlantic, DIANA），其中有6家专门从事量子研究的企业，将有助于北约在下一代密码学领域的发展、高速雷射以改善卫星能力的开发，并在充满挑战的海底环境中部署量子3D影像感测器等，成为全球量子科技的创新中心之一。

再来，英国同样在欧洲也在量子科技领域积极投入。在2024年提出英国的量子战略[2]（重点整理如表1），主要目标是透过专注于量子科技的创新、协作和可延展性，企图将英国打造成量子科学及其应用领域的全球领导者。该战略着重在透过将量子技术融入国家基础设施并加强公、私伙伴关系、增强国家安全和提高生活品质。

英国除了在人工智慧、机器学习和数据分析等领域具备技术与人才优势，也计划成立专门支持量子新创的创投基金。同时还为从事量子研究和开发的公司和投资人提供税收优惠，鼓励更多对量子研究领域的私人投资。在产学合作部分，有一项值得注意的合作伙伴关系，为英国量子通讯中心与伯明翰、格拉斯哥、牛津和约克等多所大学以及布里斯托、剑桥、赫瑞瓦特、肯特等大学内的学术机构开展合作专案，同时与BT Group、ID Quantique、Teledyne e2v等企业，以及RAL Space与英国国家物理实验室等公共部门合作，量子科技未来发展可期。

重点一：监理框架与治理

● 量子科技治理应侧重于针对具体应用的监管框架开发，并应与个别创新的特性及其发展阶段相符。

● 建立量子科技监管论坛来解决中、短期治理问题，支持监管机构做好准备，确保量子技术监管系统得到适当整合。

● 提供监管预见性的方法。力求客观了解技术领域的能力，并根据实际时间表来预测收益和风险，以协调相应的监管措施。

● 向政策制定者、监管者、企业、社会大众提供量子技术的功能、应用和技术培训，以支持适当、具适应性的监管系统，提高大众对量子技术监管挑战的理解。

重点二：标准和国际合作

● 启动英国量子标准试验网络，并制定包括应用于感测、计时和成像等开发后期产品的全球统一的标准，此标准也应包含设立行为准则，特别是针对创新实践的责任。

● 英国应大力参与国际标准和监管制定，并利用其专业知识和全球地位支持国际协调。

● 科学、创新与技术部（Department for Science, Innovation and Technology, DSIT）、国家网路安全中心（National Cyber Security Centre, NCSC）和其他量子技术利益相关者应合作，确保英国在「量子密钥传输」（quantum key distribution, QKD）研究和开发方面的领导地位不会被削弱。

● 现阶段需要一个基于标准、指导和负责任的创新实践监管框架，并对未来技术和市场监督挂钩。

重点三：市场开发与资金

● 支援建立办公室测试平台和监理沙盒，以确保在未来的监管决策中主动整合治理见解。

● 拟定结构良好的量子技术采购策略在创造市场方面发挥关键作用。

● 为确保政府对量子技术的支持嵌入到奖励创新思维系统中，例如鼓励部会间合作。

● 应支持调整政策环境，包括为监管措施提供资金，以加速更成熟的量子技术应用和开发，同时为具有更颠覆性潜力的产品做好准备，以便监管的发展与技术同步。

● 促进政府和量子通讯专家之间的交流，并确保《线上安全法》（Online Safety Act）不会限制量子技术产品的开发，也包括在不损害量子技术安全原则的情况下提供明确的指导方针。

表1. 英国量子战略的三大重点；

资料来源：北美智权报／苏翰扬整理自National quantum strategy, Published on 15 March 2023, GOV.UK。

最后，美国的量子战略也不可忽视。美国白宫在2023年4月发布《美国政府关键和新兴技术国家标准策略》（Critical and Emerging Technology, CET）以加强美国在量子科技的基础并保护消费者，同时提升美国在国际标准制定方面的领导地位和竞争力。该策略强调联邦政府对CET的支持，并特别指出量子技术将在加强美国创新生态系统和全球竞争力方面发挥关键作用。量子技术将为科学研究中一些较具挑战性的问题提供解决方案，例如人工智慧模型的模拟、最佳化，和密码学研究等领域。不过，与上述战略不同的是，美国的量子战略并没有细部执行，较多是提供国际合作上的策略。这或许说明美国在量子科技领域依旧仰赖业界在技术上的研发与商转，政府仅需要做好监管的角色即可。

量子科技投入科技战场带来的贡献

从国际战略角度看，量子科技的发展已经成为各国博弈的一环，特别是以美、中2国为首的科技战场。在美国Google公司于2019年10月公开他们54量子位元的Sycamore处理器，宣布达成量子霸权[3]一年多后，中国科技大学的研究人员在2020年12月宣布他们开发一种比Google版本更快的量子电脑系统—名为「九章」[4]，该系统以光子的形式建构，而不是使用Google版本的超导比特计算。「九章」在200秒内就能完成预定任务，而世界上最强大的超级电脑「富岳」[5]则需要花费6亿年才能完成。但与Google一样，中国科技大学的研发团队也承认「九章」的设计只是为了计算特定的方程式，而没有其他目的。

尽管科学界尚未验证上述实验及公开产品计算结果的真实性，但这些量子研发技术展现出若善加运用得以实现国家量子霸权并带来产业成长的潜力。此外，量子科技有机会被运用于破解现行主流的加密技术[6]，各国资讯系统的安全都将面临更大的风险，这也无怪乎美国加大对中国量子科技的投资限制以及强化与北约、英国等盟国的技术合作了。

备注：

责任编辑：卢颀

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