2025年4月14日，美國(guó)ITI（信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)）發(fā)布《量子技術(shù)政策指南》。目前美國(guó)正處于多個(gè)方向量子技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵窗口期，ITI認(rèn)為在量子技術(shù)領(lǐng)域尤其是量子計(jì)算方面搶占先機(jī)，能夠?yàn)槊绹?guó)帶來(lái)顯著的戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)，ITI在此時(shí)間節(jié)點(diǎn)發(fā)布的指南聚焦于建言美國(guó)政府全力解決產(chǎn)業(yè)化瓶頸問(wèn)題。目前中美在三大量子產(chǎn)業(yè)化方向各有優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)利數(shù)量及產(chǎn)業(yè)化配套水平差異較大，預(yù)計(jì)中國(guó)將按照差異化路徑進(jìn)一步開(kāi)展量子產(chǎn)業(yè)競(jìng)賽。

發(fā)布背景

目前美國(guó)正處于多個(gè)方向量子技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵窗口期。美國(guó)自2018年通過(guò)《國(guó)家量子倡議法案》(NQIA)后，在美國(guó)政府統(tǒng)籌、產(chǎn)學(xué)研各類(lèi)機(jī)構(gòu)協(xié)同推進(jìn)下，部分量子技術(shù)已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化條件或已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。一是量子混合計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)證實(shí)具備復(fù)雜場(chǎng)景精確模擬能力并在醫(yī)藥、材料學(xué)和復(fù)雜政務(wù)等領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用。近期研究表明，量子計(jì)算與人工智能、高性能計(jì)算（HPC）在分析催化反應(yīng)方面具有高度協(xié)同潛力，借助于大規(guī)模的密度泛函計(jì)算(DFT)，特別適合于量子-經(jīng)典混合工作流程和復(fù)雜映射環(huán)境。2025年2月，通用動(dòng)力信息技術(shù) （GDIT） 和量子計(jì)算設(shè)備制造商 IonQ 宣布合作，旨在提高聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的量子計(jì)算能力。與此同時(shí)，量子芯片技術(shù)取得關(guān)鍵突破，使得量子計(jì)算機(jī)有望數(shù)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2025年2月下旬，微軟公司與國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）合作推出全球首款基于拓?fù)鋵?dǎo)體的量子芯片“Majorana 1”，未來(lái)可擴(kuò)充到單個(gè)芯片放置100 萬(wàn)個(gè)量子比特，大幅縮短公用事業(yè)量子計(jì)算投產(chǎn)時(shí)限。二是量子傳感器的精確測(cè)量能力已經(jīng)達(dá)到醫(yī)學(xué)、國(guó)防等領(lǐng)域需求。根據(jù)2025年1月美國(guó)政府責(zé)任署（GAO）報(bào)告，量子傳感器是目前最為成熟的量子技術(shù)形式，可用來(lái)測(cè)量時(shí)空、重力和電磁場(chǎng)，典型商業(yè)化用途如磁共振成像(MRI)。目前美國(guó)能源部正在與國(guó)防部、美國(guó)宇航局合作，開(kāi)發(fā)可供多個(gè)機(jī)構(gòu)使用的量子傳感技術(shù)。三是立體式后量子密碼加密算法體系將廣泛應(yīng)用于金融支付通訊和加密衛(wèi)星通信。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）于2025年3月宣布將Hamming Quasi-Cyclic（HQC）算法列為后量子密碼（PQC）標(biāo)準(zhǔn)化的后備型防御算法，這是自2016年12月啟動(dòng)PQC準(zhǔn)化項(xiàng)目以來(lái)，經(jīng)過(guò)對(duì)70多種算法進(jìn)行長(zhǎng)期評(píng)估與篩選，已經(jīng)確定的既能抵御量子計(jì)算攻擊又與現(xiàn)有通信協(xié)議兼容的第五種算法，預(yù)計(jì)2027年HQC標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)落地。

指南主要內(nèi)容以及戰(zhàn)略考慮

ITI認(rèn)為在量子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是量子計(jì)算方面搶占先機(jī)，能夠?yàn)楦鲊?guó)和私營(yíng)企業(yè)帶來(lái)顯著的戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)。要取得這些戰(zhàn)略上的進(jìn)步必須克服多重挑戰(zhàn)，比如高昂的研發(fā)成本、供應(yīng)鏈難題、技術(shù)的不確定性以及培養(yǎng)熟練勞動(dòng)力的挑戰(zhàn)。指南全文著重于提出美國(guó)量子技術(shù)發(fā)展的六大政策基石，聚焦于解決產(chǎn)業(yè)化瓶頸問(wèn)題，主要內(nèi)容包括：一是多種手段釋放創(chuàng)新與投資活力。包括四點(diǎn)，推動(dòng)通過(guò)《國(guó)家量子計(jì)劃重新授權(quán)法案》，通過(guò)公共資金長(zhǎng)期資助高風(fēng)險(xiǎn)/高回報(bào)基礎(chǔ)研究；通過(guò)稅收優(yōu)惠、聯(lián)合研發(fā)計(jì)劃（如美國(guó)的NQI法案）激勵(lì)企業(yè)投資；推動(dòng)量子計(jì)算與經(jīng)典計(jì)算的混合應(yīng)用，加速技術(shù)落地和商業(yè)化；加強(qiáng)量子出口管制政策協(xié)調(diào)，在技術(shù)保密與開(kāi)放創(chuàng)新間尋求平衡，如量子傳感領(lǐng)域的出口限制談判。二是構(gòu)建韌性供應(yīng)鏈和技術(shù)人才儲(chǔ)備。一方面增加供應(yīng)鏈的自主可控和多元化供應(yīng)，如減少對(duì)單一國(guó)家或企業(yè)的依賴(lài)（目前芬蘭生產(chǎn)稀釋制冷機(jī)、德國(guó)生產(chǎn)特種光纖），另一方面加強(qiáng)本土人才培養(yǎng)，滿(mǎn)足量子技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)所需的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍需要。三是加快部署，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。一方面評(píng)估現(xiàn)有加密體系漏洞，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程（如NIST的PQC項(xiàng)目），加快后量子密碼（PQC）部署；另一方面，建立國(guó)家級(jí)測(cè)試平臺(tái)，模擬量子攻擊對(duì)金融、國(guó)防等關(guān)鍵領(lǐng)域的影響，積極應(yīng)對(duì)量子威脅模擬。四是建立平衡治理機(jī)制。一方面建立風(fēng)險(xiǎn)適應(yīng)性監(jiān)管，根據(jù)具體使用背景制定差異化的管理規(guī)則，避免妨礙創(chuàng)新。另一方面，對(duì)現(xiàn)行的數(shù)據(jù)保護(hù)等法規(guī)進(jìn)行評(píng)估和根據(jù)量子應(yīng)用特征進(jìn)行調(diào)整。五是加強(qiáng)國(guó)際合作，主導(dǎo)技術(shù)走向、避免技術(shù)碎片化。通過(guò)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO/IEC量子技術(shù)工作組）開(kāi)展國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同，通過(guò)全球多邊對(duì)話(huà)平臺(tái)“量子發(fā)展小組”（Quantum Development Group）協(xié)調(diào)技術(shù)路線(xiàn)與供應(yīng)鏈。

目前中美量子領(lǐng)域三大產(chǎn)業(yè)化方向各有優(yōu)勢(shì)

目前與美國(guó)相比，中國(guó)在量子通信、量子計(jì)算和量子傳感三大產(chǎn)業(yè)方向各有優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)為：一是中國(guó)在量子通信工程化應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上顯著領(lǐng)先，美國(guó)實(shí)際部署進(jìn)度滯后。中國(guó)一方面在量子基礎(chǔ)設(shè)施與規(guī)?；渴鸨３秩蝾I(lǐng)先，如擁有世界上最長(zhǎng)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)“京滬干線(xiàn)”以及“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星等，在安全、長(zhǎng)距離量子通信方面走在世界前沿，另一方面在量子密鑰分發(fā)（QKD）、量子隱形傳態(tài)以及量子隱形傳態(tài)與經(jīng)典通信共存技術(shù)等核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，量子通信專(zhuān)利數(shù)量占到全球的49%。二是美國(guó)在超導(dǎo)量子計(jì)算硬件性能、算法專(zhuān)利和商業(yè)化方面更為領(lǐng)先，中國(guó)在光量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在量子硬件方面，美國(guó)的硬件技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，超導(dǎo)量子計(jì)算專(zhuān)利全球占比56%，IBM、谷歌等公司推出了多款高性能量子計(jì)算芯片，如谷歌公司第一個(gè)低于閾值（在增加量子比特?cái)?shù)量的同時(shí)降低錯(cuò)誤率）的最新量子芯片Willow，在量子比特?cái)?shù)量、芯片性能以及可擴(kuò)展性方面取得顯著進(jìn)展。中國(guó)是全球唯一在光量子計(jì)算（“九章”）和超導(dǎo)量子計(jì)算（“祖沖之號(hào)”）兩種技術(shù)路徑并行發(fā)展的國(guó)家。在量子軟件方面，美國(guó)科技公司和研究機(jī)構(gòu)共同建立了相對(duì)完善的量子計(jì)算軟件生態(tài)系統(tǒng)，如谷歌的TensorFlow Quantum等。中國(guó)在量子計(jì)算軟件生態(tài)系統(tǒng)完善程度上有所不如。在商業(yè)化方面，美國(guó)企業(yè)積極推動(dòng)金融、制藥、材料科學(xué)等領(lǐng)域的商業(yè)化，并吸引了大量投資。中國(guó)在通信、金融、國(guó)防等領(lǐng)域也取得了一定應(yīng)用成果，但在商業(yè)化深度上與美國(guó)存在差距。三是在量子傳感領(lǐng)域中美兩國(guó)實(shí)力相當(dāng)，各有所長(zhǎng)，競(jìng)爭(zhēng)激烈。中國(guó)量子傳感在空間精度領(lǐng)先水平更高，目前已在電力監(jiān)測(cè)、芯片制造等領(lǐng)域使用的量子電流傳感器和探測(cè)傳感器已達(dá)到原子級(jí)別，而美國(guó)的量子重力儀和量子雷達(dá)技術(shù)的時(shí)間精度更高，達(dá)到10 1 秒水平。

建議我國(guó)進(jìn)一步補(bǔ)齊短板，贏(yíng)得量子產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一是著力于縮短超導(dǎo)量子技術(shù)路線(xiàn)的核心技術(shù)差距。目前我國(guó)發(fā)現(xiàn)光量子技術(shù)雖然存在可在常溫下運(yùn)行、硬件成本相對(duì)較低以及能與光纖及集成光學(xué)技術(shù)兼容等優(yōu)勢(shì)，但是在邏輯門(mén)的可編程性有限，在通用量子計(jì)算任務(wù)中表現(xiàn)一般，也不能滿(mǎn)足藥物設(shè)計(jì)、新材料研發(fā)、金融建模等高計(jì)算強(qiáng)復(fù)雜度計(jì)算需要，更適用于量子通信、量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。中國(guó)仍需加強(qiáng)對(duì)美國(guó)超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)量與穩(wěn)定性領(lǐng)先等指標(biāo)的趕超。

二是加強(qiáng)量子多個(gè)產(chǎn)業(yè)方向的商業(yè)化應(yīng)用廣度和深度。我國(guó)企業(yè)雖在量子通信（如量子密鑰分發(fā)）領(lǐng)域保持應(yīng)用領(lǐng)先，但跨行業(yè)應(yīng)用（如金融、能源）仍處于試點(diǎn)階段。建議未來(lái)推動(dòng)“量子算法+AI大模型”的復(fù)雜求解的行業(yè)應(yīng)用落地,為金融證券、電網(wǎng)調(diào)度、醫(yī)療制造等高端私有環(huán)境客戶(hù)，提供復(fù)雜問(wèn)題求解場(chǎng)景的并發(fā)計(jì)算解決方案?？山梃b美國(guó)IBM與摩根大通合作推出多個(gè)成熟案例的做法，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在量子金融的投資組合優(yōu)化、量子制藥的高分子模擬等領(lǐng)域打造深度應(yīng)用，如與金融機(jī)構(gòu)深度合作開(kāi)發(fā)量子優(yōu)化算法用于全球資產(chǎn)配置，聯(lián)合知名藥企建立量子藥物模擬平臺(tái)，縮短新藥研發(fā)周期。

三是引導(dǎo)推動(dòng)“政產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合創(chuàng)新生態(tài)，克服卡脖子問(wèn)題。美國(guó)量子產(chǎn)業(yè)以私營(yíng)企業(yè)（IBM、谷歌）為主導(dǎo)，形成“技術(shù)研發(fā)-資本投入-市場(chǎng)轉(zhuǎn)化”閉環(huán)，并已形成成熟的開(kāi)發(fā)工具鏈（如Qiskit），目前美國(guó)多名國(guó)會(huì)參議員也正在有意識(shí)地呼吁增強(qiáng)量子技術(shù)社區(qū)建設(shè)。中國(guó)量子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域目前缺少足夠體量的龍頭企業(yè)，整體產(chǎn)業(yè)生態(tài)嚴(yán)重依賴(lài)于政府項(xiàng)目，技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)公司參與度較低，在量子編程語(yǔ)言、算法庫(kù)等軟件層面臨“卡脖子”問(wèn)題，迫切需要“政產(chǎn)學(xué)研”各界通力合作，打造聯(lián)合創(chuàng)新生態(tài)。