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摘 要 2023 年 3 月 15 日，英国发布《国家量子战略》，将量子技术定为支撑英国成为世界科技强国的关键技术之首，确保其在量子技术领域的先发优势。《国家量子战略》明确了未来十年英国量子技术的发展目标，使英国具有繁荣的量子技术产业，助力英国数字基础设施和先进制造业发展，从而建立强大、有弹性的经济和社会，以及为实现该目标而采取的具体计划、落实举措。此战略制订了英国量子领域未来十年的计划，在当前成功的基础上，实现量子技术在英国的巨大潜力。 内容目录： 1 英国在量子技术领域的优势和机遇 2 十年愿景、计划和承诺 3 四大具体目标 3.1 目标 1：发展量子知识和技能体系 , 确保英国在量子科学与工程领域取得世界领先地位 3.2 目标 2：支持量子技术业务整体发展，使英国成为量子技术企业、投资者和全球人才首选地，以及全球供应链不可分割的一部分 3.3 目标 3：促进量子技术在英国各行业的应用 3.4 目标 4：建立量子技术监管制度，确保量子技术良性发展 4 下一步行动计划 5 结 语 2014 年，英国制订了世界上第一个国家量子技术计划，以支持开展优秀的研究，并开始让技术走出研究环境。英国高度协作的量子社区反映了十年前的这种远见。英国在量子领域拥有世界领先的优势，包括基于人才研究、量子技术积累的知识，快速发展的量子行业，以及在量子和相关供应链方面的优势。2023 年，英国政府成立了科学、创新和技术部（Department for Science, Innovation and Technology，DSIT），以实现成为世界最具创新力的经济体和科技超级大国的使命。量子技术是这一使命的核心要素，其不仅是未来的 5 大优先技术之一——量子、人工智能、工程生物学、半导体、未来电信，还是一种可以加强其他技术潜力的技术。国家量子战略阐明了英国在未来十年对量子技术提出的雄心勃勃的承诺。英国坚信，英国应该在物理科学领域引领世界，并在硬件、工程、先进制造业以及整个经济领域的软件和应用领域提供就业机会。英国政府将从 2024 年起的十年里为量子技术研发投入 25 亿英镑（比过去十年增加了一倍多），目的是在此基础上吸引大量额外的私人投资。这项十年计划将资助量子研究的新领域，支持和发展不断增长的量子行业，为量子革命做好更充分的经济准备，并确保英国在量子技术的监管和使用方面处于国际领先地位。DSIT 将使英国成为前沿科学突破的发源地，成为世界上开办和发展量子企业的最佳地点，在国际量子和科技界发出领先的声音，吸引国际量子人才。DSIT 与英国量子界携手合作，将这一国家战略付诸实施。 1 英国在量子技术领域的优势和机遇 从 2014 年开始，英国在量子技术研发方面投入 10 亿英镑。在十年的时间里，英国在量子计算、传感器和定时、成像和通信方面建立了领先的能力，并帮助量子技术走向市场。因此，英国在量子领域有相当大的优势和机会。 一是人才优势。英国要加大量子技术方面投资，资助研究生研究，发放奖学金，并拥有一些世界领先的量子专家。人才是在英国建立量子业务的重要吸引力。 二是行业发展优势。英国量子公司数量仅次于美国，在吸引私人投资方面位居世界第二，在欧洲的竞争中处于领先地位。 三是领域优势。英国正在发展的量子行业具有强大的能力，公司涉及量子技术的计算、通信、传感、成像和定时等各个领域。英国在开发用于纠错和应用的量子计算软件方面也被公认为世界领先。 四是供应链优势。英国在供应链、光子学、电子学和低温学等领域拥有产业优势，这些领集群，如南威尔士的化合物半导体集群和历史悠久的苏格兰光子学集群。 五是协作优势。英国量子社区内部合作是一种特殊而罕见的力量。仅通过创新英国商业化量子挑战，政府就资助了 139 个项目，涉及141 个量子组织。英国社区中从硬件到软件，再到组件和推动者，以及不同组织之间的相互作用尤为强烈。 六是测试和保障优势。通过国家物理实验室，英国的测试和保障能力是世界最好的，也是该行业的重要推动者。 七是用户优势。英国还拥有关键用户领域的优势，例如在空间、金融、航空航天、国防和生命科学领域，这些领域为量子技术提供了强大的国内市场。 八是交叉优势。英国在其他技术方面也很强大，比如人工智能、高性能计算、太空、电信和工程生物学，这些技术与量子技术结合起来可以提高能力和影响力。 迄今为止，英国政府通过对国家量子技术计划的投资，为量子技术领域创造了一个具备独特而多样化的人才、能力和知识的储备库。然而，考虑到全球变化的速度和量子技术广泛应用所面临的挑战，现在是时候为未来十年制定明确的量子发展目标和资金确定性，以利用这一领先地位加速商业化之路。《国家量子战略》提出了大胆且雄心勃勃的发展方向和发展策略，以支持英国量子技术在量子计算、传感、定时、成像和通信等领域的发展。英国将在不同的硬件、软件和组件上发挥优势，并在整个供应链上加强英国的能力。尽管国际合作是量子战略的重要组成部分，但单纯依靠其他国家获取这些关键技术并不符合英国的利益。英国还将投资并加强关键的生态系统促进因素，如技能、基础设施、监管和标准。英国将密切关注这些技术在英国和其他国家的发展，以及市场的发展，以确保英国能够灵活运用量子发展战略，为英国带来巨大发展机遇。 2 十年愿景、计划和承诺 《国家量子战略》的十年愿景是让英国成为世界领先的量子科技强国，打造蓬勃发展的量子产业，确保量子技术成为英国数字基础设施和先进制造业基地不可或缺的一部分，推动经济增长并助力建设一个强大且富有弹性的社会经济体。为了实现这一愿景，英国政府将从2024 年起的十年里为量子技术研发投入 25 亿英镑（比过去十年增加了一倍多），并引入额外的 10 亿英镑的私人投资。 《国家量子战略》提出了要确保英国成为世界领先的量子科学和工程基地，拥有不断发展的量子知识和技能体系；支持量子产业化，使英国成为量子产业的首要市场，成为全球供应链不可或缺的一部分，并成为投资者和全球量子人才的首选地；推动量子技术的应用，为经济、社会和国家安全创造益处；创建一个国家和国际监管框架，确保英国在量子技术的监管和应用方面处于国际领先地位，并保护国家安全等 4 个具体目标。在量子知识和技能体系方面，当前量子领域学术产出排名前十的国家中，英国在质量与影响力方面排名第三，2033 年英国将在学术产出方面保持质量影响力前三的地位，并增加文献产出数量；2014 年以来，英国共资助了 470 多名量子技术领域研究生；到 2033 年，英国将至少资助 1 000 名量子科研技术研究生；英国已与美国达成量子技术合作双边协议，到2033 年，英国将再与 5 个主要量子技术强国达成实质双边合作。在量子技术产业化方面，当前量子领域全球私人投资资金英国占比 12%（统计时间：2012—2022 年），到 2033 年，量子领域全球私人投资资金英国占比将升至 15%；量子领域全球市场份额英国占比 9%（统计时间：2012—2022 年），到 2033 年，量子领域全球市场份额英国占比将升至 15%。在量子技术的应用方面，当前，25% ～ 33% 的企业已经采取了具体措施，为量子计算机的问世做好了准备，到 2033年，英国关键行业 100% 的企业都将了解量子技术的潜力，75% 的企业将为相关技术做足准备。在量子技术标准和监管框架方面，当前量子技术标准和监管框架尚未制定，2023 年英国将成为建立量子标准与监管框架的全球领导者。 3 四大具体目标 在未来的十年里，量子技术将彻底改变英国生活的许多方面，并为英国的经济、社会和保护地球环境带来巨大的好处。英国在量子科技领域拥有世界领先地位，而量子技术正是政府的首要任务之一。 3.1 目标 1：发展量子知识和技能体系 , 确保英国在量子科学与工程领域取得世界领先地位 在技术研究与开发建设方面，从 2024 年到2034 年，英国要制订一项投资 25 亿英镑且长达十年的量子研究和创新计划。该计划将分为两个5 年实施，第一个阶段（首个 5 年）主要以应用为中心、以任务为中心、以行业主导的创新计划、加速器计划、培训和人才计划、国际合作计划、基础设施投资、支持基础研究等核心要素展开。第二个阶段（第二个 5 年）的投资方向目前尚未确定。当前，英国为从当前计划（“国家量子技术计划”2014 年）平稳过渡到国家量子战略第一阶段（2024 年开始），准备进行额外 2.5 亿英镑投资量子领域，具体包括：1 亿英镑用于量子计算、通信、传感、成像、授时技术等关键技术领域；7 000 万英镑用于量子计算、量子导航定位授时的两项短期研究任务；2 500 万英镑用于量子奖学金和博士生培养计划；1 500 万英镑用于政府采购量子技术项目；2 000 万英镑用于进行量子网络研发；2 000 万英镑用于国家量子计算中心运营管理。 在技能培训与人才建设方面，英国为了确保产业发展所需的量子高技能人才，需要尽快培养具有量子专业素养的员工队伍。在未来十年内，英国计划培训 1 000 多名量子及相关领域的博士生，同时在未来两年投资 2 500 万英镑，用于与量子技术相关的奖学金和博士培训；制订量子产业安置计划和量子技术学徒计划，积极吸引和支持优秀科技人才到英国，参与国家量子技术计划，继续提供资金、设施支持，鼓励世界顶尖量子人才在英国开展项目研究和商业活动。 在国际关系合作建设方面，英国要加强与国际盟友和行业伙伴合作关系，实现互利，确保英国发挥主导作用；公开呼吁合作研究，扩大英国量子全球合作网络，就量子机遇、挑战和关键用途与国际合作伙伴协作；深化与国际合作伙伴的合作关系，合作制定负责任的、安全的量子开发和部署原则。 3.2 目标 2：支持量子技术业务整体发展，使英国成为量子技术企业、投资者和全球人才首选地，以及全球供应链不可分割的一部分 在未来十年及以后，英国将与量子公司以及英国量子、物理研究所、皇家工程院、工程技术研究所等重点行业和专业机构密切合作，了解最新行业观点并确保政府采取行动支持增长。此外，英国还将为量子技术开发新的加速计划，加速计划将专注于系统集成、应用和真实世界演示，帮助加速商业化、工业化以及将该行业与最终用户联系起来。英国将持续拓展国家量子技术计划合作伙伴正在开展的现有活动，并促进更多行业参与。未来十年，英国将在实验室和现实环境中测试、试点和展示这些量子技术的价值，以加速市场化进程。同时，英国政府创新中心、知识产权局、国家物理实验室、国家保护安全局、国家网络安全中心、商业和贸易部等政府单位将为企业提供支持。为了在英国国内和全球供应链中推广并促进量子技术投资，英国开展具有针对性的全球量子技术产业推广活动，与全球合作，为企业创造贸易机会和开放投资与合作机会，并进一步协同国际合作交流，积极支持量子企业进入英国，促进量子技术行业可信供应链发展。 3.3 目标 3：促进量子技术在英国各行业的应用 未来，量子计算可以在环境可持续和有弹性、国内外安全、防御和弹性、英国释放数据力量、支持英国其他优先技术和部门发展等领域发挥重要作用。同时，量子技术可在许多领域改善公共服务并提升政府能力，政府可作为新兴技术的早期使用者来支持技术进一步发展，并向其他部门展示量子技术的经济价值。当前，英国国防部已确定将量子技术用于国防重点领域，包括传感、成像、授时及通信和计算领域。未来，量子产品和服务将通过整合技术解决方案得到进一步创新。主要包括未来的电信网络、太空、国防、人工智能、高性能计算、光子学和半导体行业领域，我们须确保在制定路线图和支持其他部门技术进步活动时，将量子技术整合到现有的传统技术系统中来。同时，鼓励建立英国政府用户工作组，确定量子技术在公共服务和其他公益应用中可提供的具体优势，从而提高政府工作人员技能。 3.4 目标 4：建立量子技术监管制度，确保量子技术良性发展 随着量子行业的快速发展，英国应该提早为未来的监管挑战做好准备，确保监管框架推动技术的创新，并保护和发展经济。首先，通过各种量子技术组织、技术论坛发挥积极作用，确保未来英国对量子技术的监管支持整个英国经济的创新、量子业务增长；其次，要建立监管测试平台，引领英国试验量子技术，与相关合作伙伴共同发挥主导作用，制定与量子技术相关的国际规范和标准，同时在各种世界组织、论坛和区域组织中发挥积极作用，确保英国的经济繁荣、社会安全和国防利益，维护英国的价值观；最后，要加强与相关盟友合作，继续监测和审查当前管制对该行业的深远影响以及未来监管的各种变化趋势，通过《国家安全与投资法》、出口管制制度，学术技术批准计划、多边合作以预测未来影响，确保监管和安全目标保持一致。随着量子技术从最初的研究发展到量子样机和量子产品研制开发，量子技术标准变得日益重要，英国要与主要合作伙伴一道，鼓励相关行业和学术界积极参与，并制定路线图支持英国参与量子标准制定。 4 下一步行动计划 为了实现这一雄心勃勃的量子战略，我们将采取严格的执行和交付方法。这将需要政府、学术界和工业界以及国际合作伙伴的共同努力。新的量子办公室将是我们雄心壮志的引擎，总部设在 DSIT，它整合了来自整个社区的技能和专业知识，并将做好以下工作： 一是鉴于量子技术的战略重要性，我们要向由总理担任主席的国家科学技术委员会报告交付进展情况，需要政府最高层的持续参与，以保持长期领先势头，应对新的发展，并确保与其他优先技术相结合。 二是建立一个新的战略计划委员会，由主要执行部门组成，以管理该战略的实施，并确保在研发、贸易、外交、与私营公司和投资者合作、公共采购，以及国防和安全专业知识等公共投资方面发挥政府杠杆的全方位作用。 三是发布一份关于量子战略实施进展、优先行动和行业长期愿景的年度报告，我们需要在量子技术领域快速成型时，重新审视量子技术发展，这将包括外部投入和面临挑战，确保这一战略的实施是由工业界、学术界和技术专业人员共同完成的。 四是扩大和深化目前独立咨询机构合作，促使他们能够就战略实施向政府提供建议。量子战略咨询委员会的职权范围和成员资格将扩大到涵盖所有目标的量子战略实施，而不仅仅是研发计划。 五是作为英国量子产业部门的代表，DSIT要与 UKQuantum 联盟及其他重要的行业和专业机构密切合作，如物理研究所、皇家工程院、工程与技术研究所和 techUK，以确保行业观点得到认可和充分考虑。 5 结 语 量子技术的潜在机遇是巨大的，未来可能为英国的经济社会发展、国际安全、保护环境等提供优势。当前，英国在全球处于强大地位，可以成为世界领先的量子国家。因此，我们要利用优势，提高在全球量子领域竞赛中的地位。《国家量子战略》阐明了我们对英国该战略描绘出通过未来十年的发展，将使英国变成前沿科学突破的发源地、世界上发展量子业务最佳场所、吸引国际量子人才的美好愿景；承诺在未来十年资助量子前沿研究，支持量子部门，为量子应用做好准备，确保英国在量子技术监管和负责任的使用方面处于国际领先地位；制订出为实现这一美好愿景和目标而将开展的主要行动计划。该战略将指导英国未来十年量子技术的投资和发展，促进形成一个长期、可持续发展的英国量子产业。英国政府希望借此汇集英国及合作伙伴力量，使政府、工业界与学术界紧密协同，抓住量子技术发展机遇，奠定英国在未来量子技术市场中的领先地位，推动英国产业链升级。 总而言之，我们将确保英国在量子生态系统中多年的投资和已经取得的进展的基础上，成为一个领先的量子国家。我们将大规模地、长期地投资于尖端科学和为我们带来成功的人才领域。我们将支持量子企业，这些企业正在推动量子技术的商业化，并确保将理念和知识转化为可以在整个经济中使用的产品和服务，为所有公民带来利益。我们将在国际上分享和传递知识理念，建立安全的供应链，并就最支持创新、最符合道德的量子技术全球治理和监管领域展开合作。我们将使英国成为前沿科学突破的发源地，成为世界上开办和发展量子企业的最佳场所，在国际量子和科技界发出领先的声音，并吸引国际量子人才。在量子技术发展的早期阶段，我们通过运用政府所有可用的杠杆来加强整个量子生态系统。随着技术的成熟，以及在特定领域成功的技术解决方案变得更加清晰，量子技术的方法可能需要随之改变，要量身定制。我们要与英国量子社区合作，了解什么是有效的，以及需要如何适应，这将是未来量子技术方法的重要组成部分。我们将就未来量子计划广泛征求意见。 |
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