量子科技將成為數字科技的核心力量之一

經濟觀察報 王曉明/文 中共中央政治局10月16日下午就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習，這是繼大數據、人工智慧、區塊鏈之後，中共中央政治局對前沿科技領域的又一次重點學習。量子科技本身，是數字科技的核心內容之一，是推動數字經濟時代的核心力量。

什麼是量子?量子是現代物理的重要概念，指的是一個物理量所存在的最小的、不可分割的基本單位，和以牛頓力學為代表的經典物理有根本的區別。

一時間量子科技成為熱詞，網上還出現了大量針對「量子科學」、「量子通信」關鍵詞的搜索和解讀，這三個詞不要混淆。「量子科學」指的是量子在科學上的效應，是一種量子信息的學科系統;「量子通信「則是量子在通信領域的應用，即給通信進行加密以保證安全性,儘管通信是量子科技的一個非常重要的應用,但不能將量子通信等同於量子科技本身。

與科學界的一些改良性技術相比，量子科技具有顛覆性作用，它顛覆的是目前佔據主流地位的電子計算，即傳統、主流的計算機還是以電子作為基本的載體，以馮·諾依曼結構為主的計算機，同時主流計算機的電子元器件——晶片,也是基於電子，按照摩爾定律的經濟規律來發展，讓計算機晶片的工藝製成從14納米、7納米發展到5納米。

但問題在於，當下摩爾定律正逼近物理極限，所以科技領域亟需出現一些顛覆性技術，將量子作為基本計算單位，革新以電子作為基本單位的計算架構。

本次中央政治局學習提到的「把握好大趨勢」中的「趨勢」，即是全世界整個信息技術的基礎正在發生變化，正在進入一個新的計算架構和基礎能力突破的分界點上，需要提前重新構建一個新體系，體系的構建涉及到基礎理論、基礎材料、基礎工藝及器件裝備，並形成量子科技的廣泛應用，最終改變整個數字科技。國家一旦掌握這種技術，將從計算能力上取得一個較大的突破，並對社會發展形成一個革命性的影響。在這一點上，國內國外的起點基本是一樣的，全球共同進入「無人區」。也正因如此,量子科技也是各國的戰略必爭之地。

由此可見，在當下形勢下，發展量子科技具有很大的戰略意義。

量子科技的在全球仍然以企業為主力軍，以產學研的形式進行開發。國際上比較典型的企業是，IBM、谷歌，谷歌在2019年打造了第一臺量子計算機，僅用200秒完成一個計算，而採用傳統計算機需要約10000年時間。

中國在量子科技的研究上，和歐美國家是齊頭並進的，至少不屬於落後地位。應該看到，該技術在全球獲得了一定突破，但並不處於成熟的發展階段，所以中國還有很大機遇去牽頭主導這一場競爭。在中國,量子科技仍然是以企業主導的格局，來自中國的全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」、中國的首條量子保密通信骨幹網，都是企業為主、產學研合作的成果，其中部分項目的主導方國盾量子企業，是由中科院孵化形成的。騰訊公司專門成立量子計算實驗室，除了聚焦在信息處理中的應用，如量子算法對機器學習的幫助；還在積極探索對於一些小系統，小分子的更多經典計算或模擬的方法，並在製藥、材料、化學等行業領域進行應用。

歸根結底，量子科技的本質意義有兩點，一是提高信息通信的安全性;二是提升算力。目前來看，量子計算可以廣泛應用到很多行業領域.

量子科技是數字科技系統中的重要力量。縱觀中共中央政治局提出的學習重點，無論是量子科技，還是大數據、人工智慧、區塊鏈，均是數字科技的核心內容，均是推動數字經濟時代的核心力量。

數字科技是利用物理世界的數據，建構與物理世界形成映射關係的數字世界，並藉助算力和算法來生產有用的信息和知識，以指導和優化物理世界中經濟和社會運行的科學技術。

數字科技是新一代信息技術的迭代升級。隨著數位化進程的不斷推進，「新一代信息技術」包含的內涵大大拓寬，雲計算、大數據、移動互聯、物聯網、人工智慧、區塊鏈等新技術層出不窮，量子計算、腦機接口等技術領域已突破傳統信息技術領域範疇，並將有可能改變整個信息計算體系。

從全球主要國家和龍頭企業的數字科技創新實踐來看，數字科技也已逐步成為各國新的創新和競爭角逐熱點。一方面，各大數字科技巨頭聚焦數位技術和數字科技化，如谷歌的AI、量子計算、知識自動化引擎技術；微軟和亞馬遜的雲計算和AI；達索、PTC、西門子、ESI等公司的數字孿生突破；蘋果基於處理器創新的封閉數字科技生態。

另一方面，數字科技巨頭的創新又離不開數據科學和科技數位化，比如谷歌Waymo無人駕駛，需要不斷將數字科技與汽車的相關學科、技術、產業進行不斷融合，實現從數據到領域知識的價值實現。

從經濟發展的角度來看，數字科技將勞動者由人變成了「人＋機器」，勞動者可以呈現指數增長；將生產資料變成了「工農業用品＋數據」，數據從有形到無形，且沒有數量限制；將勞動資料變成了「工農業設備＋計算力驅動的數字科技設備」，呈現指數增長，生產力得到了空前的解放，人類社會快速進入數字時代。可以說，數字科技從近期看指向數字經濟，從遠期看指向知識文明。

從促進創新的角度來看，數字科技驅動網絡協同創新模式。工業時代，創新過程就是從基礎研究到應用研究再到產業發展「鏈式創新」的單向線性過程。數字科技需要面向物理世界和數字世界的互動融合，一方面需要解決實際應用、面向用戶需求、開發全新市場的場景式研發與創新，從用戶需求出發對科學研究形成逆向牽引，另一方面各類基礎學科、基礎技術領域的各項基礎和應用創新尋求突破。每個創新主體都是龐大網絡體系中的節點之一，都會參與到新科學新技術新產品的開發應用全過程，創新產業化周期大大縮短。

所以，在生產要素和創新模式改變的作用下，數字科技最終將重塑全球經濟競爭格局。在數字經濟發展初期，數位化引發的是服務業進入到更複雜的工業、能源和交通等傳統領域，但隨著數字科技的發展現在更多的是通過數據處理、仿真建模、機器學習等改變從數據－信息－知識的整個流程，並推動進入知識自動化階段，使得數據進入到價值創造的體系中。這種力量決定了數字科技將會重塑全球經濟和產業格局，也必然是大國和企業競爭的戰略制高點。

(文章內容由中科院科技戰略諮詢研究院研究員王曉明提供,本報記者沈怡然採訪整理)

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