美國通過《國家量子計劃法案》，爭奪量子科技的戰略領先優勢

2018年12月21日，美國總統特朗普簽署了美國國會提交的《國家量子計劃法案》（下稱《法案》），落實「國家量子計劃」正式成為美國法律，為美國加速量子科技的研發與應用，奪取戰略性領先優勢提供了立法保障。

一、美國《國家量子計劃法案》制定背景

1．量子科技被公認為是具有戰略意義的顛覆性前沿技術

量子科技是量子理論與其它學科交叉融合形成的，主要方向包括量子計算、量子通信、量子探測、量子感測、量子計量等，被公認可能對各行業各領域帶來顛覆性影響。例如，量子計算能突破傳統晶元的經典物理學極限，實現比傳統計算機快百萬倍的計算能力；量子通信（量子密鑰分發）可部分取代傳統通信加密技術，理論上能實現無條件的密鑰安全；應用量子探測技術的量子雷達可能實現遠程反隱身探測，破解隱身飛機作戰優勢；量子感測器具有超高靈敏度和微觀尺寸，能夠在GPS拒止環境下輸出精確的定位、導航和授時信息；量子計量以量子物理為基礎的自然基取代實物基準，可實現目前可見的最高計量精度，如冷原子鐘等。

美國羅切斯特大學光學研究所完成的量子雷達成像效果圖

2．量子科技已成為世界主要國家科技競逐的一個戰略制高點

儘管量子科技的突破尚存不確定性，但美國政府認為應當首先重視其潛在的顛覆性，予以長期和廣泛支持。美國布局開展量子科技研發已有二十多年，國防部國防高級研究計劃局、情報高級研究計劃局、國家標準與技術研究院、國家科學基金會等均參與其中，早在2002年美國就制定並推進了《量子信息科學與技術規劃》，量子計算則在2015年7月啟動的「國家戰略性計算」計劃中被列為維持和增強美國高性能計算能力的核心工作之一。近年來，IBM、谷歌、英特爾等美國企業也紛紛投身其中。歐、俄、日等其他國家和地區也相繼推進量子科技研發。例如，歐盟在2018年10月正式啟動了為期10年、總投資10億歐元的「量子技術旗艦計劃」。量子科技已成為主要國家競相角逐的戰略制高點。

除了美、歐、俄、日等國外，英國也啟動了「國家量子技術計劃」

3．美國認為其量子科技領先地位正遭到外部特別是我國的戰略性挑戰

美國的量子科技研發水平整體上仍處於世界領先地位，但美國政府、科技和企業界普遍認為其優勢正遭到外部特別是我國的戰略性挑戰。美國國防與國家安全智庫——新美國安全中心在2018年9月發布的《量子霸權？中國的野心與對美國創新領導力的挑戰》報告認為：中美在爭奪人工智慧領域主導地位之際，又陷入了一場量子科技競賽；中國已認識到量子科技在經濟和軍事層面的戰略意義，將其列入了國家發展規劃，建立了量子國家實驗室，取得了一系列重要成果，正形成趕超美國之勢。中國的量子科技進步可能會影響未來的軍事和戰略平衡，甚至可能超越美國傳統的軍事技術優勢，威脅到美國未來的國家安全。

中國電子科技集團有限公司在2018年11月的第12屆珠海航展上展示的量子雷達試驗樣機

在這種情況下，美國認為其當前由各個機構和企業各自開展量子科技研發，或者僅將量子科技作為某個國家計劃的一部分予以支持的發展模式，將難以維持美國在量子科技領域的戰略性領先優勢，不利於美國贏得量子科技霸權。對此，須借鑒「國家納米計劃」等成功經驗，通過制定法律來建立國家專項科技計劃，從管理機制、責權安排、資金投入等方面多管齊下，以國家意志聚合國家力量，加速量子科技發展。

中國科學院開展的京滬幹線上已開展的量子密鑰通信示範應用示意圖。該項目於2017年9月宣布通過技術驗收

二、美國《國家量子計劃法案》的主要內容

《法案》由美國國會眾議院科學委員會從2018年6月發起制定，核心內容是建立涵蓋量子計算、量子通信、量子探測、量子感測及相關材料科學等領域的國家量子計劃，維持美國量子科技領先優勢。該法案主要包括建立國家量子計劃的管理和執行機構、制定十年期國家量子行動計劃兩大方面內容。

1. 建立國家量子計劃的管理和執行機構

《法案》規定設立「國家量子協調辦公室」、「量子信息科學小組委員會」和「國家量子計劃諮詢委員會」三個組織機構，並明確了它們的組織形式和職責，以便更好地促進量子科技的標準化、商業化、教育、勞動力培養等計劃內容落實。

一是成立「國家量子協調辦公室」。該辦公室由美國總統設立於白宮科技政策辦公室內，辦公室員工從美國聯邦政府機構抽調，辦公室主任由美國科學技術政策辦公室主任與商務部部長、國家科學基金會主任、能源部部長協商確定後任命。該辦公室負責監督機構間的協調事務，並提供戰略規劃支持，充當利益攸關方的中心聯絡點，開展公共宣傳，並促進私營部門將聯邦政府的研究商業化。

二是成立「量子信息科學小組委員會」。委員會設於美國國家科技委員會之下，成員必須包括國家標準與技術研究院、國家科學基金會、能源部、國家航空航天局、國防部、國家情報總監辦公室、白宮管理和預算辦公室以及科技政策辦公室等聯邦政府機構員工。委員會主席由國家標準與技術研究院主任、國家科學基金會主任和能源部部長共同擔任。《法案》要求委員會負責協調聯邦政府機構的量子信息科技研究、教育活動等，根據知識、勞動力缺口和其它國家需求制定國家量子計劃的目標和優先事項，評估並提出聯邦政府基礎設施需求來支持該計劃。該委員會需要制定兩個五年戰略規劃，且每年需向國會提交年度計劃預算報告。

三是成立「國家量子計劃諮詢委員會」。諮詢委員會成員由總統直接任命，一般為工業界、學術界及聯邦實驗室的代表性人物。該諮詢委員會的職責包括：為美國總統和量子信息科學小組委員會評估量子信息科技的趨勢和發展狀況，評估國家量子計劃的實施進度和修改計劃的必要性，並向總統提交評估報告。

2. 制定十年期國家量子行動計劃

《法案》已確立為期10年的國家量子計劃，以保障美國量子科技發展的連續性，並要求在2019－2023年（即首個五年周期）期間對國家標準與技術研究院、國家科學基金會、美國能源部專門投入12.75億美元用於落實計劃，並對各機構的分工和投資額度做出了具體安排。

美國商務部國家標準與技術研究院將成為美國國家量子計劃的主要參與者之一

一是安排國家標準與技術研究院重點制定標準。該院五年將獲得總額4億美元（每年8000萬美元）的國家投入，用於制定量子科技發展標準。

二是安排國家科學基金會著重培養人才。該基金會五年將獲得2.5億美元（每年5000萬美元）的國家投入，用於支持量子科技人才建設。《法案》要求基金會每年對高等教育機構和非盈利組織撥款，成立2～5個「量子研究和教育多學科中心」，以推進量子信息科學的普及和相關人力資源開發。

三是安排能源部建設科研中心。該部五年將獲得6.25億美元（每年1.25億美元）的國家投入，用於量子信息科學研究。《法案》要求能源部制定量子信息科學研究目標，每年建設2～5個國家量子信息科學研究中心（每個中心投入最多2500萬美元），聚焦於量子資訊理論、量子物理學、量子計算科學、應用數學與演算法開發、量子網路、量子感測與計量、材料科學與工程等領域的基礎研究。

三、啟示建議

第一，美國延續國家納米計劃成功模式，爭奪量子科技戰略優勢。美國「國家納米技術計劃」從2001年開始實施，2003年總統簽署《21世紀納米技術研究與發展法案》後成為長期的國家計劃。現已成立納米研究中心近百個，獲得認可專利數量1多萬個，推動了納米在國防、醫藥、環保及能源等方面應用，產生了很大的國防及經濟效益。美國國家量子計劃參照國家納米技術計劃的組織架構及實施方式，通過立法聚力、聚焦，表明美國已集全國之力、長期穩定投資來搶佔量子科技這一戰略高地。

第二，我國要加速量子科技的研究及技術轉化應用。當前，美國針對量子科技、納米等戰略前沿技術領域建立國家層面的專門機制或專項計劃，謀求奪取領先優勢，並已從2018年11月開始針對這些領域出台新的出口管制條例。我國近年來在量子科技等技術領域取得了一批重大成果，但在整體技術水平，特別是技術轉化等方面與美國仍有明顯差距。我國需要從總體國家安全觀層次來看待量子科技的發展，制定相關政策，集全國之力，堅持軍民融合之路，將航空等工業部門納入量子科技研發布局，促成各行業重點參與到與本行業密切相關的研究及轉化應用工作之中。

坐落在安徽省合肥市合肥高新區的量子信息科學國家實驗室想像鳥瞰圖。該實驗室2017年2月開工建設，按計劃將在2019年開始投入使用。此外，合肥高新區還將建設超導核聚變研究設施等科學研究工程項目。

第三，我國應高度重視量子科技在航空等工業部門的應用研究。我國量子科技基礎研究已取得較大成績，但應用研究才剛起步，發展潛力巨大。航空工業作為前沿技術的集大成者，在量子慣性導航、量子計量等方面的應用已走在全國前列，同時對量子雷達、量子計算、量子通信等方面需求迫切，故建議加強這些方面的投入，推動量子科技成果在航空領域的應用及產業化發展。

轉自丨空天防務觀察

作者丨陳蕾 中國航空工業發展研究中心

研究所簡介

國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信賬號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。

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