无疑Ҫ中国将量子科技作为国家安全和发展的重要考量因素

介绍

作者：Elsa B. Kania，哈佛大学政府系博士生，新美国安全中心 (CNAS) 技术与国家安全项目兼职高级研究员。

编译：杨鲁源（山东大学东北亚学院国政学者编译）

资料来源：Elsa B. Kania（2021) 中国对量子优势的追求——新前沿的战略与国防创新，战略研究杂志，44:6, 922-952

DOI: 10.1080/01402390.2021.1973658

导读

作为新一轮科技革命的重要角逐，量子技术无疑将成为比较大国实力的重要考量。本文从更全面的角度分析了中国在量子技术方面的发展和规划，不仅体现了中国在量子技术方面的主导地位，也体现了中国未来继续巩固和加强自身优势的雄心和期待。

如本文所述，在百年未有之大变局之际，量子技术被认为对中国国家安全和经济发展具有重要意义。这种事态发展可能会改变冲突的性质，甚至会破坏未来大国之间的军事和战略平衡。可见量子密码学的基础是，量子技术在国际关系层面的重要性不容小觑。

本论文研究论据充分，包括研究对象（政策报告、关键带头人、学科带头人）、研究内容（政策报告、新闻史实）、研究学科（量子技术的发展）等，打破了学科量子技术与国际关系。障碍，为国际关系学者在这一领域的量子技术提供了重要启示。

“第二次量子革命为中国从经典信息技术时代的追随者和模仿者转变为未来信息技术领导者提供了历史性机遇”。作为国际关系学者，在这一历史机遇下，了解量子技术，分析和掌握量子技术的优势，对于国际关系中的权力转移和世界格局的变化具有重要意义。

英语

中国将量子技术视为国家安全和发展的重要前沿。迄今为止，在国家支持资助和人才引进培养的推动下，我国量子科学与技术研究在学科领域处于领先地位。这方面的快速发展可以为中国不断发展的创新生态系统提供有价值的例子。中国的战略旨在创建一个更加综合的技术生态系统，这将有助于推进军民两用发展。该领域的共享框架提供了一种考虑推动国防创新的因素的方法，本案例研究大量借鉴了该框架。展望未来，这些发展可能对未来中美之间的战略平衡产生重大影响。

编译

美中战略竞争的未来轨迹将受到新兴技术进步的影响，这些进步可能有助于新产业的发展并实现未来的军事能力。在科技飞速发展催生新一轮工业革命之际，中美之间的竞争愈演愈烈。在中国看来，这是一个“百年未有之大变局”的时代，包括这些技术驱动的转型转型，加速权力转移的潜力。其中，量子技术被认为对中国国家安全和经济发展具有重要意义。这种事态发展可能会改变冲突的性质，并破坏未来大国之间的军事和战略平衡。

当前，中国的创新雄心正朝着新的方向发展，瞄准原始创新和颠覆性创新。中方将此视为历史性机遇。中国将“创新驱动”发展置于其战略乃至意识形态的核心。在中国民族复兴的进程中，科技的力量被视为这一议程的重要组成部分。

正如中国常被称为“量子之父”的潘建伟所说：“第二次量子革命为中国提供了从经典信息技术时代的追随者和模仿者向未来信息技术转型的历史机遇。领导”。他敦促中国通过掌握可以在世界上创造先发优势的颠覆性技术，引领颠覆性技术的未来发展。

与此同时，中国的军民融合战略寻求打造更加融合的科技发展生态系统，包括科研合作和商业开发实力的运用。

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中国创新势在必行

创新已成为中国民族复兴的重中之重。尽管长期以来，技术一直被认为是国家发展的关键驱动力，但自 2012 年以来，创新的重要性更加突出。特别是2016年国务院印发的《国家创新驱动发展战略纲要》，将创新驱动发展提升为中国增长和振兴轨迹的示范。这一战略强调，技术历来是大国兴衰的关键。

今天，中国认为，中国作为大国的前景将取决于其创新能力。尤其是新兴技术的快速发展，被认为正在催化一场新的工业革命，带来特殊的挑战和机遇。因此，中国一直在推行一系列旨在利用这种颠覆性技术的潜力并弥补其技术劣势的政策。中国政策的显着趋势之一是逐步增加基础研究支出，设立新兴产业投资引导基金。中国政府还实施了一系列旨在培养和聘用顶尖人才的计划和举措。同时，军民融合作为一项国家战略，旨在协调和利用量子科学和技术等对中国经济和军事转型至关重要的领域的关键协同效应。事实上，量子科技已成为“十三五”（2016-2020)）的发展方向，并已确定为“十四五”（2021-202< @5) 及以后）。重大项目。这些努力已经开始产生可观的回报。按照潘建伟的总体评价，中国目前“在量子通信研究和应用方面处于全球领先地位，在量子计算方面与发达国家处于同一水平，在量子精密测量方面发展迅速”。“十三五”（2016-2020)），并已确定为“十四五”（2021-202<@5)及以后）重大项目。这些努力已经开始根据潘建伟的总体评价，中国目前“在量子通信研究和应用方面处于全球领先地位，在量子计算和量子精密测量方面与发达国家处于同等水平。发展很快。” “十三五”（2016-2020)），并已确定为“十四五”（2021-202<@5)及以后）重大项目。这些努力已经开始根据潘建伟的总体评价，中国目前“在量子通信研究和应用方面处于全球领先地位，在量子计算和量子精密测量方面与发达国家处于同等水平。发展很快。” 在量子计算和量子精密测量方面与发达国家处于同一水平。发展很快。” 在量子计算和量子精密测量方面与发达国家处于同一水平。发展很快。”

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催化因子

(一）网络安全问题

过去十年，量子科学与技术学科已成为中国创新议程的核心焦点。支持这一科学前沿研发的最初动力来自网络安全威胁。2013年5月，美国国家安全局（NSA）的爱德华·斯诺登（Edward Snowden）泄露信息，加剧了中国对信息安全的担忧。该事件揭示了美国在中国的情报能力和活动范围，从而提高了人们对中国在外国网络入侵活动中的脆弱性的认识。中国科学家，尤其是潘建伟，提倡将量子通信作为一种提供名义上“无条件”安全的手段。尤其，

该事件提高了人们对量子科学技术对国家安全重要性的认识，同时也加剧了中国对落后于美国能力的担忧。因此，使用量子密码学来实现更安全的通信成为一种潜在的解决方案。

（二）优先考虑声望和领导力

在不安全和机遇的双重推动下，量子科学引起了中国最高领导层的关注。中方强调量子科技在中国国家安全特别是网络安全中的战略重要性。量子技术是我国新一轮科技政策和规划的重点之一。截至2015年11月，量子计算与通信已被列入到2030年重点突破的重大科技项目名单。2016年4月，潘建伟在量子技术方面的进展被广泛宣传。

2016年8月，中国发射了世界第一颗量子卫星“墨子号”，中国的量子科学议程首次引起世界关注。这一里程碑在媒体上得到强调，将其誉为中国技术实力的象征，同时成为世界各地的头条新闻。虽然量子卫星本身并不是一个巨大的突破，但 Micius 的发射创造了一个平台，该平台提供了一种独特的能力，将为未来的实验进步奠定基础。此后，中国政府再次强调推进量子通信等关键网络和信息技术领域自主创新的重要性。随着全球对量子技术的关注和国际竞争的加剧，中国将继续优先考虑这一领域，承认中国’

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输入因子

（一）计划和政策

得益于国家的大力支持，中国已成为量子信息科学的领先国家。90年代至2000年代初，国家高技术研究发展计划（“863计划”）和国家重点基础研究发展计划（“973计划”）率先为我国基础研究和应用研究提供支持。量子信息科学。截至 2015 年 5 月，“中国制造 2025”计划将量子计算的进展列为优先事项，属于“下一代信息技术产业”范畴。截至 2016 年 2 月，取代 863 和 973 计划的国家重点研发计划为量子信息科学研究提供资金。

对于中国而言，量子计算和通信已被列为重大“旗舰”项目，并被列为到 2030 年的五年计划的优先事项。该计划的努力包括大都市和城际自由空间的量子通信技术，发展和制造通用量子计算的原型，以及开发和制造实际使用的量子模拟器。

(二）融资与投资

虽然难以估计量子科学技术研发的资金水平，而且这些投资的回报仍有待观察，但中国在该学科可用的资源是相当可观的，并且可能会继续增加。据参与这些项目的中国科学家估计，过去十年量子信息研究的资金主要来自中央和地方政府。鉴于对基础研究的日益关注，未来几年资金可能会继续增加。

除了国家计划和资助之外，还有越来越多的地方和省级计划。例如，新成立的安徽量子科学产业发展基金于 2017 年 12 月宣布计划投资 100 亿元人民币（近 16 亿美元）用于量子计算、通信和测量。山东省还公布了《量子技术创新发展规划（2018-2025年）》规划，成立济南量子研究所，设立新基金，促进学科和新兴产业发展。深圳宣布，到2021年，计划在未来五年内投资超过1080亿美元用于包括量子技术在内的新兴技术的研发。重庆、浙江、

(三）人力资本资源

培养和引进世界一流的量子科学人才，将是中国未来在该领域发展的关键决定因素。中国政府致力于通过广泛的国家计划招聘顶尖人才。其中包括各种人才计划。潘建伟本人正是在维也纳大学的Anton Zeilinger的指导下开始涉足这一领域的。

自2000年代初以来，在潘建伟的带领下，许多中国学生被派往国外领导研究项目和学习重要技术。最终，那些处于本​​土发展中心的人回到了中国，成为了中国量子创新领域的关键人物。中国科学技术大学和其他顶尖研究机构团队的持续成功反映了中国在量子科学方面的进步与其他领域相比，对技术和人才转移的依赖程度要低得多。

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制度因素

(一）研究合作

中国在量子科学领域的研究展示了不断发展的顶尖大学生态系统的力量，这些大学一直是一系列富有成效的合作伙伴关系的中心。中国量子信息科学的最初核心是量子信息重点实验室，该实验室于2001年在中国科学技术大学成立，由中国科学院主办。与此同时，潘建伟在获得博士学位后回国。在维也纳大学。他在中国科学技术大学的研究将与他的导师、前教授安东·蔡林格博士竞争量子通信方面的进展。

中国在量子密码学和通信领域的领先地位，以及量子计算的初步进展，反映了完全的自主创新，但国际合作的影响和中国吸引顶尖人才的计划也是一个因素。

（二）新机构和伙伴关系

中国在量子科学研究上加倍努力，利用了旨在推进前沿研究的新机构的创建。值得注意的是，中国政府已于 2017 年 9 月开始在安徽省建设量子信息科学国家实验室，旨在成为世界上最大的量子研究设施。

随着量子技术朝着有前景的应用方向发展，中国公司也积极加入了这场竞争。2015年，中科院首次与阿里巴巴云计算部门阿里云合作，创建了阿里巴巴量子计算实验室，旨在开展前沿研究，实现量子计算的实际应用。他们对量子计算的追求，旨在利用阿里云在经典计算算法、结构、云计算等方面的技术优势，以及中科院在量子计算、量子模拟计算、量子人工智能等方面的技术优势。

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输出因子

(一）量子密码学和通信

中国正在迅速实施量子通信，以保护敏感的国家、军事和工业通信。与此同时，中国研究人员正在不断地进行实验以提高其效用。潘建伟表示，“正是因为在量子信息实用价值尚未充分展现的初期，我们才率先在国际上抢占先机，最终推动我们在量子信息领域取得了国际领先地位。量子通信。”

(二）量子计算

虽然中国在量子计算方面似乎落后于其他国家，但中国科学家也正在成为实现这一目标的全球竞赛中的积极竞争者。正如量子科学家郭光灿所强调的那样，“中国科学家一直在全力以赴赢得全球量子计算机发展竞赛”。

例如，2016年8月，中国科学技术大学的科学家宣布，他们研发出一种半导体量子芯片，可以实现量子运算和信息处理，在纠缠量子粒子的制备和测量方面取得突破。2017年3月，中国科学技术大学的科学家们成功实现了10个超导量子比特的量子纠缠，这是迈向未来量子计算的重要一步。中国科学家团队在 187 纳秒内实现了 20 个量子比特的纠缠，超过了 2019 年 8 月 12 个量子比特的记录。

虽然学术界处于中国量子科学的前沿，但随着量子技术的不断进步，工业界可能会步入领先地位。截至2018年，百度也在量子计算领域启动了自己的项目和投资——量子计算研究所。同年，腾讯很快成立了自己的量子实验室，据其网站称，该实验室旨在“将基础理论与快速发展的量子信息技术领域的实际应用联系起来”。2020年，百度发布了量子机器学习开发套件Paddle Quantum，声称从现在开始，量子领域的研究人员可以使用Paddle Quantum开发量子人工智能。此外，华为还希望通过其云平台，使用量子算法进行量子模拟。

(三）量子精密测量

中国在量子精密测量方面的进展可能具有直接的工业和军事应用。正在进行的创建量子导航能力（称为量子罗盘）的计划可以直接用于海军和海上行动，以及探测潜艇的技术。尽管存在局限性，但量子传感和检测的进步也使检测具有前所未有的精度和灵敏度。

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变革中的中国国防创新模式

中国对量子创新的追求可能预示着尖端技术创新新范式的出现。在未来的几年和几十年里，中国的军民融合战略可能成为其国防创新的决定性特征和关键优势。尤其是在量子科学和技术方面经过验证的能力开始打破壁垒，促进军队、学术界和工业界之间的合作，这表明这将是该领域未来的一个显着特征。量子导航原型的开发，以及量子通信在海洋环境中的潜在应用，突显了曾经被认为是科幻小说进步的现实。

至此，战略家们开始猜测量子技术对未来战场的影响。例如，量子密码学被认为是一种关键的新兴技术，可以“为信息操作带来新的活力”。许多学者强调了量子计算在潜在攻击性应用中的巨大潜力，包括破解密码学。尽管技术挑战依然存在，但军事科学家指出，从长远来看，量子计算似乎具有“无限”的潜力。展望未来，量子技术不仅可以通过“牢不可破”的密码学和计算能力的进步来提高安全性，还可以实现高精度导航和抗干扰成像。

量子技术的持续发展将受到中国军事家的密切关注。另一位中国军官表示，随着信息时代向“量子信息时代”的“跨越”，这些技术将被视为大国战略竞争综合国力、科学水平和军事实力的“前沿”。中国人民解放军已经敏锐地意识到适应和利用这些领域的进步的重要性。虽然解放军将面临从试验到实施这些新兴技术的巨大挑战，但这些初步结果可能预示着更大的进步。

中国正在优先考虑量子技术的国防和军事创新，这是美国尚未意识到并且可能无法获得决定性优势的领域。由于美国被视为强大的对手和比较的关键指标，在安全困境不断恶化的背景下，美中战略竞争仍将是中国科技发展和军事现代化的主要驱动力。从历史上看，这种不安全感一直并将继续成为中国创新的主要驱动力。然而，鉴于中国在量子科技方面的优势，中国通过寻求显着超越量子创新来获得竞争优势的机会不容忽视。

校对员 | 孟小玉唐一鸣

排版 | 彭文新臧泽华

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