日前，我國(guó)提出加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀和系統(tǒng)布局，加快培育量子計(jì)算相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢(shì)。無(wú)獨(dú)有偶，2020年以來(lái)美國(guó)也不斷加碼量子信息技術(shù)，提出打造全球首個(gè)“量子互聯(lián)網(wǎng)”的戰(zhàn)略構(gòu)想。在不斷加快的人工智能與量子競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)一方面應(yīng)保持良好的戰(zhàn)略定力，另一方面應(yīng)加強(qiáng)趨勢(shì)研判，盡早做出應(yīng)對(duì)。

10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和應(yīng)用前景舉行第二十四次集體學(xué)習(xí)。中共中央總書(shū)記習(xí)近平在主持學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，要充分認(rèn)識(shí)推動(dòng)量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀和系統(tǒng)布局。量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。

實(shí)際上，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革之際，近年來(lái)，量子科技已經(jīng)成為了繼人工智能之后，各國(guó)競(jìng)相角逐的又一關(guān)鍵性前沿科技領(lǐng)域。尤其是進(jìn)入2020年以來(lái)，美國(guó)不斷加快推進(jìn)量子計(jì)劃，促進(jìn)量子計(jì)算與人工智能耦合式發(fā)展，開(kāi)啟搶占未來(lái)發(fā)展高地的新十年。隨著量子科技得到國(guó)家的高度重視，我國(guó)需要加快培育量子通信等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，搶占量子科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)，構(gòu)筑發(fā)展新優(yōu)勢(shì)。美國(guó)在量子領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局和規(guī)劃，或許能夠給我國(guó)提供一定的有益借鑒。

美國(guó)持續(xù)加碼人工智能和量子技術(shù)

在眾多前沿科技中，特朗普政府對(duì)人工智能和量子計(jì)算青睞有加。2019年是美國(guó)人工智能政策里程碑式的一年。在“美國(guó)AI戰(zhàn)略”的指導(dǎo)下，美國(guó)聯(lián)邦政府為確保美國(guó)在AI研發(fā)以及相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，優(yōu)先考慮人工智能的開(kāi)發(fā)與部署，在研發(fā)投入、相關(guān)資源優(yōu)化、技術(shù)監(jiān)管、人才儲(chǔ)備、國(guó)際合作等方面施以新策，取得了顯著的成果。2019年也是美國(guó)量子互聯(lián)網(wǎng)的研究和實(shí)踐取得重大進(jìn)展的一年，自《量子計(jì)劃法案》頒布后，美國(guó)在量子互聯(lián)網(wǎng)上的投資與日俱增，量子技術(shù)漸入現(xiàn)實(shí)。

2020年2月，美國(guó)白宮向美國(guó)國(guó)會(huì)提交了2021年聯(lián)邦政府預(yù)算報(bào)告草案，在聯(lián)邦研發(fā)預(yù)算整體增幅不大的情況下，特朗普建議削減其他關(guān)鍵領(lǐng)域的聯(lián)邦研究經(jīng)費(fèi)，大幅度增加各部門(mén)在人工智能和量子信息科學(xué)方面的投資。[1]這是美國(guó)為維持全球領(lǐng)先地位，在人工智能和量子信息科技上的又一次加碼。今后，美國(guó)在人工智能與量子科學(xué)上的動(dòng)作將會(huì)更加頻繁，旨在進(jìn)一步夯實(shí)美國(guó)在人工智能與量子計(jì)算領(lǐng)域的全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)啟動(dòng)十年量子計(jì)劃，多舉措搶占量子高地

量子科技被公認(rèn)為是具有戰(zhàn)略意義的顛覆性前沿技術(shù)，隨著量子科技的發(fā)展，我們可能迎來(lái)關(guān)鍵性的技術(shù)突破、規(guī)模化的商業(yè)應(yīng)用甚至是由量子計(jì)算主導(dǎo)的新一輪科技革命。2019年多家科技公司在量子計(jì)算的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用上加速布局：谷歌表示其54量子位的Sycamore處理器能夠在200秒內(nèi)完成計(jì)算，自稱已經(jīng)取得“量子霸權(quán)”；IBM宣布將在五年內(nèi)將量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化；Airbus開(kāi)展了航空領(lǐng)域的量子計(jì)算驅(qū)動(dòng)解決方案競(jìng)賽。

可以說(shuō)，美國(guó)對(duì)量子互聯(lián)網(wǎng)的希冀不亞于此前的經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)，甚至認(rèn)為現(xiàn)階段的量子信息科學(xué)的發(fā)展類(lèi)似于“經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)的前夜”。美國(guó)國(guó)會(huì)在2018年底通過(guò)《國(guó)家量子計(jì)劃法案》（National QuantumInitiative Act），提出建立國(guó)家量子計(jì)劃的管理和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并制定了為期十年的國(guó)家量子行動(dòng)計(jì)劃，這意味著美國(guó)已經(jīng)正式加入全球量子競(jìng)爭(zhēng)。

第一，持續(xù)加大研發(fā)投入，搶占核心關(guān)鍵技術(shù)。2021預(yù)算案為包括量子互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的量子信息科學(xué)提供了大量資助，對(duì)量子信息科學(xué)（QIS）的投資相比2020財(cái)年將增加50％。美國(guó)能源部負(fù)責(zé)科學(xué)事務(wù)的副部長(zhǎng)達(dá)巴爾在接受《紐約時(shí)報(bào)》采訪時(shí)表示: “在過(guò)去三年里，我們投入量子信息科學(xué)的資金增加了大約五倍?！倍鶕?jù)《國(guó)家量子計(jì)劃法案》，未來(lái)十年內(nèi)美國(guó)還將在量子技術(shù)上投入超過(guò)12億美元。

第二，積極推進(jìn)量子聯(lián)盟，構(gòu)成產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。繼2018年芝加哥量子聯(lián)盟（Chicago Quantum Alliance）以后，美國(guó)政府仍在積極聯(lián)合學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界共同組建量子聯(lián)盟，并分別于2019年12月和2020年1月結(jié)成了兩個(gè)新聯(lián)盟——量子信息邊緣（QuantumInformation Edge）和馬里蘭量子聯(lián)盟（Maryland Quantum Alliance），加強(qiáng)技術(shù)交流，共同確定量子信息科學(xué)未來(lái)發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題和重大挑戰(zhàn)，簡(jiǎn)化技術(shù)轉(zhuǎn)化流程。一個(gè)包含“政府、學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界”在內(nèi)的量子信息科學(xué)生態(tài)體系正在形成。

第三，啟動(dòng)開(kāi)發(fā)“世界首個(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)”計(jì)劃，助推量子計(jì)算應(yīng)用。1969 年國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）演示了首個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ARPANET，推動(dòng)了早期互聯(lián)網(wǎng)的誕生。而現(xiàn)在，美國(guó)對(duì)量子互聯(lián)網(wǎng)的前景保有同樣的信心。為了維持在量子信息科學(xué)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，2020年2月美國(guó)量子協(xié)調(diào)辦公室發(fā)布《美國(guó)量子網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略構(gòu)想》（簡(jiǎn)稱《構(gòu)想》），明確提出美國(guó)將開(kāi)辟“世界首個(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)”。根據(jù)該份文件，美國(guó)計(jì)劃未來(lái)5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)的突破和改進(jìn)，20年內(nèi)利用量子安全、傳感和計(jì)算模式等來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的新功能?！稑?gòu)想》建議圍繞兩個(gè)目標(biāo)，重點(diǎn)在6個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究，包括短期內(nèi)建立量子互聯(lián)網(wǎng)所需的具體研究和工程進(jìn)展，以及從當(dāng)今有限的局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向可行的、安全的量子互聯(lián)網(wǎng)所需的技術(shù)。

整體而言，美國(guó)在AI以及量子領(lǐng)域的政策大都延續(xù)了AI戰(zhàn)略以及量子計(jì)劃法案的框架和要求，是兩領(lǐng)域戰(zhàn)略的進(jìn)一步細(xì)化和落實(shí)?！安皇亲陨隙碌恼鲗?dǎo)，而是打造一個(gè)涵蓋聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、社區(qū)、私營(yíng)部門(mén)的創(chuàng)新者和公益組織的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)”，美國(guó)白宮發(fā)布的《美國(guó)人工智能倡議首年年度報(bào)告》認(rèn)為這是美國(guó)維持優(yōu)勢(shì)地位的關(guān)鍵。

美國(guó)量子戰(zhàn)略與AI戰(zhàn)略發(fā)展趨勢(shì)

“漸進(jìn)主義不能確保美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)地位”。[2]作為全球創(chuàng)新中心，美國(guó)始終在具有變革性的科技領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)地位，積累了諸多發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，為了維持這一領(lǐng)先地位，從外交遏制到軍事干預(yù)，從科學(xué)合作到技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，美國(guó)的科技政策也往往會(huì)對(duì)其他國(guó)家產(chǎn)生影響[3]，需要做好研判和應(yīng)對(duì)。就量子戰(zhàn)略和AI而言，未來(lái)美國(guó)將繼續(xù)聚焦以下層面。

一是資金、人才等發(fā)展要素上的投入力度將進(jìn)一步加大。美國(guó)不少政客和民間學(xué)者認(rèn)為，美國(guó)在AI與量子計(jì)算上的投入并不具備明顯優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)不足以和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手拉開(kāi)差距。除了政府財(cái)政，美國(guó)將考慮從其他方面增加資金，比如建立與人工智能、量子計(jì)算等相關(guān)的基金會(huì)。而在人才儲(chǔ)備的問(wèn)題上，中美擔(dān)憂面各有不同：美國(guó)對(duì)其研究環(huán)境以及就業(yè)吸引力充滿信心，但是擔(dān)心由于貿(mào)易戰(zhàn)時(shí)期的簽證收緊等政策導(dǎo)致短暫的人才流失；而中國(guó)則較為受困于沒(méi)有足夠的激勵(lì)機(jī)制和良好的研究環(huán)境導(dǎo)致人才外流。長(zhǎng)期來(lái)看，兩國(guó)都制定了AI人才培養(yǎng)計(jì)劃，準(zhǔn)備培養(yǎng)更多的本土研究人員。而在最近的幾年里，為了緩解AI人才短缺，各國(guó)之間的人才資源爭(zhēng)奪將會(huì)更加激烈。

二是量子信息科學(xué)將迎來(lái)密集政策期，加快形成人工智能與量子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力有限的情況下，量子計(jì)算能進(jìn)一步提高AI的數(shù)據(jù)分析和處理能力，同時(shí)，量子計(jì)算的關(guān)鍵突破也需要人工智能的參與。[4]量子技術(shù)與人工智能的結(jié)合，主要體現(xiàn)在量子賦能的人工智能、量子機(jī)器學(xué)習(xí)/量子模擬、量子啟發(fā)式機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制量子硬件等方面。目前部分AI已經(jīng)進(jìn)入到應(yīng)用層，而量子計(jì)算尚處于早期。在美國(guó)推出量子互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃之前，歐盟、日本、俄羅斯、中國(guó)等國(guó)家已經(jīng)在積極布局，此次美國(guó)的量子戰(zhàn)略直指要開(kāi)發(fā)世界上“首個(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)”，其目標(biāo)之緊迫必將迎來(lái)一段密集的政策期。

三是美國(guó)將在數(shù)據(jù)層面尋求與盟友更深度的合作，數(shù)據(jù)資源競(jìng)爭(zhēng)加劇。美國(guó)認(rèn)為，中國(guó)有足夠龐大的市場(chǎng)需求和數(shù)據(jù)支撐，這是其AI競(jìng)爭(zhēng)特有的優(yōu)勢(shì)。為積累更多數(shù)據(jù)資源，美國(guó)將積極與其他國(guó)家達(dá)成合作。從技術(shù)競(jìng)賽到商業(yè)對(duì)壘，數(shù)據(jù)資源的爭(zhēng)奪將會(huì)是全方面的、多主體的。

四是人工智能、量子計(jì)算等前沿科技領(lǐng)域的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪更加激烈。美國(guó)是面向全球制定AI使用規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)與有著共同利益和相同價(jià)值觀的國(guó)家合作，推廣美國(guó)的監(jiān)管規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大影響力，進(jìn)而向其他地區(qū)施壓，是美國(guó)輸出本國(guó)價(jià)值規(guī)則的常用路徑。美國(guó)白宮10月15日發(fā)布的《關(guān)于關(guān)鍵和新興技術(shù)的國(guó)家戰(zhàn)略》就包括了量子信息技術(shù)，而且強(qiáng)調(diào)“引導(dǎo)全球技術(shù)發(fā)展的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和治理模式，使其反映民主價(jià)值觀和利益”。

對(duì)我國(guó)的啟示

第一，給予AI、量子信息技術(shù)等基礎(chǔ)研究以更多資金、政策支持。美國(guó)長(zhǎng)期在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，并借此吸引了較多優(yōu)秀人才和資本，在算法、芯片等基礎(chǔ)層面有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這與美國(guó)政府的資金支持密不可分。近年來(lái)，我國(guó)在人工智能與量子計(jì)算的理論研究和基礎(chǔ)技術(shù)研究上的影響力正在逐步增強(qiáng)，科技貢獻(xiàn)率逐漸提高。高水平的研究能力是核心競(jìng)爭(zhēng)力，只有補(bǔ)齊基礎(chǔ)技術(shù)短板，在應(yīng)用層面才具有自主性。未來(lái)應(yīng)向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域注入更多的資金加以扶持。

第二，加強(qiáng)量子技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作，推動(dòng)量子通信、量子網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前量子技術(shù)的應(yīng)用前景尚不完全清晰，從“實(shí)驗(yàn)室”走向“產(chǎn)業(yè)鏈”還需要較長(zhǎng)時(shí)間。建議推動(dòng)量子技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作，將研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)系起來(lái)，促進(jìn)技術(shù)、人才、產(chǎn)品、市場(chǎng)等要素的有效溝通，技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化并行。更進(jìn)一步而言，美國(guó)已經(jīng)將量子互聯(lián)網(wǎng)作為經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)之后又一戰(zhàn)略性領(lǐng)域，從量子法案到量子互聯(lián)網(wǎng)，不斷推進(jìn)戰(zhàn)略和政策布局。我們需要在量子網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面提早謀劃和布局。

第三，積極參與量子、AI等前沿科技領(lǐng)域的國(guó)際治理。這些顛覆性的技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響必然是深遠(yuǎn)的，目前美歐等十分強(qiáng)調(diào)人工智能、量子計(jì)算等前沿科技的治理與倫理，從提出原則、構(gòu)建同盟、制定標(biāo)準(zhǔn)等角度積極推進(jìn)。在這樣的背景下，我們也需要積極參與國(guó)際治理。一是應(yīng)密切關(guān)注國(guó)際動(dòng)向，對(duì)于國(guó)際社會(huì)可能開(kāi)展的合作或倡議保持關(guān)注，避免游離于任何可能性之外；二是將技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)監(jiān)管、科技倫理等領(lǐng)域的中國(guó)方案積極向世界推廣，主動(dòng)加強(qiáng)國(guó)家層面、企業(yè)層面的國(guó)際合作，尋求AI和量子技術(shù)發(fā)展的最大共識(shí)。

注釋?zhuān)?/span>

[1]參見(jiàn)https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2020/02/budget_fy21.pdf

[2]參見(jiàn)https://drive.google.com/file/d/1jg9YlNagGI_0rid-HXY-fvJOAejlFIiy/view

[3]參見(jiàn)Navigating the Maze: How Science andTechnology Policies Shape America and the World

[4]參見(jiàn)https://www.qtumist.com/post/10372