举国之力发展量子信息——看美国如何制定产业规划

2018年以来，美国各机构不断加大对量子信息的研究和分析，力求从国家层面推动技术发展，确保美国的技术领导。

进入9月，各项政策和文件先后发布，这也预示着美国量子信息科学国家战略即将出台！

先定机构，商讨战略

先是美国国会科学委员会拟引入提案，制定为期十年的国家量子计划，并在白宫科技政策办公室设立国家量子协调办公室。

最近美国白宫宣布，将召开会议，与其他政府部门、商业和学术机构讨论在国家安全任务中应用量子计算基数的方式，提高美国在量子信息科学领域的领导地位。据悉，AT&T、Intel、Lockheed Martin、Northrop Grumman 和 Honeywell International 将参会。

白宫科技政策办公室量子信息科学助理主任 Jake Taylor 表示，特朗普政府将公布国家战略，加快量子科技的开发。

白宫在备忘录中特意指出，量子计算基数可以帮助研究者检查化学反应和新材料特性，以及在宇宙和太空的进一步研究。

奖励现行项目

9月24日，美国能源部为量子信息科学（QIS）领域的 28 个研究所和 9 个能源部国家实验室发放 2.2 亿美元的资金，以资助 85 个研究项目。这些项目根据内容划分到先进科学计算研究（ASCR），基础能源科学（BES）和高能物理（HEP）三个项目办公室。

‍NSTC 公布国家战略概述

9月25日，美国白宫的国家科学与技术委员会发布文件——量子信息科学国家战略概述，描述政府旨在维持和扩大美国在量子信息科学领域领导力的战略。

文件将量子信息科学（QIS）视为即将发生新一代技术变革的领域，通过 QIS，美国可以改善工业基础，创造就业，满足经济和国家安全利益。

文件指出，未来 10 年，QIS 行业的增长将带来多种挑战，美国需要提高尖端技术研发能力，扩大 QIS 劳动力，实现政府、产业和私营参与者之间的无缝协调。

在制定国家 QIS 过程中，文件提供了六方面建议，每个建议均列出具体举措：

（1）关于选择[科学第一]的 QIS 方法的具体举措有：

• 加强联邦支持的核心研究项目和应用方法，从划拨小额拨款到建立适当的中心和财团支持 QIS 研究；

• 促进跨学科量子聚焦研究者之间的对话和合作，鼓励建立广泛科学社团，突出和共享科学进步，发展并协调量子研究团体；

• 建立和优化正式的协调机制，例如国家科学技术委员会量子信息科学分委会（SCQIS）；

• 建立重大挑战机制，推动 QIS 科学和技术的进步，帮助联邦政府确定基础研究和应用研究中面临的投资问题，并优先考虑和予以协调。

（2）在培育具备 QIS 知识的未来劳动力方面，[量子科学教育要从娃娃抓起]！

• 鼓励行业和学术界创建融合的跨行业方法，培育多元化的劳动力，满足国家的 QIS 需求；

• 利用和加强现有项目，扩大具备 QIS 能力的劳动力规模；

• 鼓励学术界将量子科学和工程学作为自己的学科，满足各级新教师、计划和倡议的需求；

• 在早期阶段解决量子科学教育问题，包括小学、初中和高中；

• 与相关机构和行业合作，以及使用艺术、媒体和与文化机构接触等新颖或非传统方法，扩大受众范围，推动其投资； 

• 鼓励 QIS 社区跟踪和估计量子行业未来的劳动力需求。

（3）促进政府、QIS 产业和其他伙伴之间的深度合作

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• 促进形成由产业、学术界和政府组成的美国量子财团，就需求和发展障碍达成共识，协调[竞争前研究]的努力，解决知识产权问题，简化技术转让机制；
  

• 构建产业、学术界和政府之间的合作关系，增加联合量子技术研究中心的投资，加快竞争前量子研究和开发；
  

• 充分意识到量子革命将影响部门职权范围，探讨如何在联邦政府内培养潜在最终应用领域，推广量子技术。

（4）为 QIS 研发提供必需基础设施

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• 通过与政府专家和利害关系方以及产业和学术界的合作，确定基础设施建设的方向并鼓励必要的投资；
  

• 鼓励机构为 QIS 研究团体的现有和未来设备提供更多资金，支持技术开发；
  

• 建立最终用户测试设备，同时建立培训机制，允许联邦机构和利害关系方开发与各自任务相关的应用；
  

• 利用现有基础设施，包括可以重新利用和拓展的制造设施，加快推进量子技术开发。

（5）促进经济增长和保障国家安全

理解 QIS 不断变化的科学和产业技术地图给国家安全带来的影响；

通过 SCQIS 等政府部门推广 QIS 技术的国防和安全应用，平衡经济增长和 QIS 技术带来的新风险；

确保现有产业分类和出口管制机制的一致，为美国大学和产业界提供关于 QIS 研究活动的最大量信息，鼓励开拓经济机遇，保护知识产权，保护国防安全相关应用。

（6）推动 QIS 领域国际合作

• 寻求与志同道合的行业和政府伙伴加强国际合作；
  

• 确保美国继续吸引并留住最优秀的人才，获得 QIS 的国际技术、研究设施和专业知识；
  

• 确定国际活动者的优势、重点领域、差距和机遇，从技术和政策角度更好地了解不断变化的国际 QIS 格局。
  

下一步措施：政府部门需要制定具体执行计划支持上述政策目标和政策选择，尤其是参与 SCQIS 的部门需要在2019年一季度提供解决上述政策目标的书面计划，利害关系方可以与白宫科技政策办公室和 SCQIS 磋商确定具体领域重大挑战计划，如量子精准传感器、量子传感技术、量子网络应用、开发量子抗性标准和系统、NISQ 量子设备的商业应用等。

从上述建议和具体举措来看，美国是举全国之力发展量子信息科学，无论是从人才教育，还是基础设施、社会资本投入、国家支持、国际合作等方面，都制定了具体细则，可见美国夺回量子信息科学领导力的决心之大！

无独有偶，9月26日，美国众议院监管与政府改革委员会信息技术分委会发布题为「机器崛起：人工智能及其对美国政策的影响」，要求确保美国在 AI 领域的领导力，并与中国研发数据进行对比，可见美国发展人工智能的决心和力度。

（机工智库研究员/赵秋艳）