英国政府发布《国家量子战略》

来源:英国政府网站发布时间:2023-03-18

  3月14日,英国科学、技术与创新部发布《国家量子战略》(National Quantum Strategy),将量子技术确定为未来十年保障英国繁荣和安全的重中之重,并为英国国家量子科技计划(National Quantum Technologies Programme ,NQTP)提供了十年愿景和扩展行动计划。该行动计划分为两个五年阶段进行,将在2024年至2034年提供25亿英镑的政府投资,并吸引至少10亿英镑的额外私人投资。

  该行动计划将促进量子技术领域多方面发展,包括支持建立研究中心、量子网络加速器计划、培训和人才计划、合作研发项目以及基础设施投资等。新成立的科学、创新与技术部(DSIT)部长Michelle Donelan MP表示:“2023年,英国政府成立了科学、创新与技术部(DSIT),旨在推动实现英国成为世界上最具创新性的经济体和科技超级大国的使命。2014年,英国实施了世界上首个国家量子技术计划,高度协作的量子经济体反映了十年前的远见卓识。目前,英国在量子技术方面拥有(部分)世界领先的优势,新的十年计划将进一步资助量子前沿研究,支持发展不断扩大的量子部门,为更广泛经济发展、为量子革命做好准备,并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。”

  早在2013年,英国发布国际上首个国家量子技术计划(National Quantum Technologies Programme,NQTP)。在NQTP的推动下,2014年至2024年间,英国政府和相关行业在量子科技研发方面累积投资了10亿英镑,英国政府、学术界、工业界和最终用户合作伙伴之间形成了紧密合作,使得英国拥有了一个蓬勃发展的量子技术学术和产业集群。主要举措包括:

  (1)资助2.14亿英镑用于四个大学主导的量子研究中心项目,加快量子技术在通信、传感和计量、成像、计算等方面的技术开发和商业化进程。量子研究中心覆盖了英国30多个研究机构,组成了高质量的量子生态系统。

  (2)拨款1.84亿英镑用于支持大学和企业参加量子技术商业化挑战赛,共同研究和开发量子技术。

  (3)向国家量子计算中心(NQCC)提供9300万英镑,推动英国建造量子计算机。

  (4)国家物理实验室(NPL)主导的量子计量研究所,为测试、评估和加速量子技术商业化提供战略力量,并制定相应国际标准。

  (5)发布基础物理量子技术计划,应用量子技术开展有关宇宙基本问题的研究。

  (6)创建了三个技能培训中心以及两个博士培训中心(CDT),培养高质量的量子研究人员。

  此外,国防部还资助了许多与NQTP相关的国防科学和技术实验室(Dstl)计划,支持量子技术的国防应用研究。

  近年来,随着卫星量子通信、超越经典超级计算能力的量子计算原型机等重大标志性成果的涌现,量子技术的发展已经进入了集中突破并形成系统的新阶段,对政府、研究机构、企业和用户之间的协作程度要求越来越高,也需要得到更高强度的投入。在此背景下,英国政府面向下一个十年,在NQTP成功实施的基础上提出了更富雄心的《国家量子战略》。

  《国家量子战略》报告阐述了量子技术的战略意义、英国量子技术具有的优势和机遇,以及未来十年的愿景、目标和具体行动方案。主要内容如下:

  1.量子技术发展对未来生活的改变

  (1)量子计算机计算能力的指数增长将彻底改变人类医疗系统,包括改善药物发现技术、提供个性化治疗等,还将帮助管理和充分利用国家能源基础设施,以及加速人工智能应用程序开发等。未来3-5年中,预计量子计算可以为全球带来50-100亿美元的收益;未来15-30年中,这一数字很有可能上升到4500-8500亿美元。

  (2)量子传感和成像可以提供对地下情况前所未有的观测能力,从而在环境监测和大型建设项目上节省数十亿美元,为诊断和治疗疾病,以及监测和减少温室气体排放开辟新的途径。预计到2030年,量子传感将产生至少50亿美元的收益。

  (3)量子时钟和通信可以帮助人们开发无需卫星链路的新型导航和计时功能,为铁路、电信和紧急服务提供更大的弹性,并帮助保护全球通信网络免受网络犯罪的侵害。到2030年,量子通信预计可能产生80亿美元的收益。

  2.英国在量子技术领域的优势和机遇

  在过去的10年中,英国在量子计算、量子传感和成像、量子通信等方面已经取得了显著进展,在一些方向上建立了领先优势,并帮助开拓了市场道路。目前,英国在量子领域的优势和机遇包括:

  (1)人才优势:积极投资量子技术研究,资助研究人才,并拥有一些世界领先的量子专家。

  (2)行业发展优势:英国量子技术公司数量世界排名第二;私人投资世界排名第二,欧洲排名第一。

  (3)领域优势:英国发展中的量子技术行业拥有广泛的能力,同时企业覆盖量子技术的各个领域——计算、通信、传感、成像和计时等。英国还被公认为在开发涉及纠错和应用的量子计算软件方面处于世界领先地位。

  (4)供应链优势:在光子学、电子学和低温学等领域,英国拥有世界领先的集团,如南威尔士的化合物半导体集团,以及苏格兰长期建立的光子学集团。

  (5)协作优势:仅通过Innovate UK商业化量子挑战项目,英国政府就资助了139个项目,涉及141家量子组织。英国量子社群内不同要素之间的互动——从硬件、软件、组件到促进因素——非常强大。

  (6)测试和保障优势:英国国家物理实验室(National Physical Laboratory)是世界上在量子技术领域最优秀的机构一,并已为该行业的发展提供了重要支撑。

  (7)关键用户优势:在空间、金融、航空航天、国防和生命科学方面具备用户,拥有一个强大的国内市场。

  (8)交叉优势:量子技术与人工智能、高性能计算、空间、电信、工程生物等技术集成,进一步提高技术能力。

  3.未来十年的愿景与目标

  《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而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10年里为量子技术研发投入25亿英镑在开发量子技术(比过去10年增加了一倍多),并引入额外的10亿英镑的私人投资。

  该计划设定了四个具体目标:

  (1)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;

  (2)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;

  (3)推动量子技术的应用,为经济、社会和国家安全创造益处;

  (4)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。

英国当前成就2033年愿景
量子知识和技能体系
在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到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1000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
量子技术产业化
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%
量子技术的应用
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
量子技术标准和监管框架
当前量子技术标准和监管框架尚未制定英国将成为建立量子标准与监管框架的全球领导者

新闻来源:

https://www.gov.uk/government/publications/national-quantum-strategy/national-quantum-strategy-accessible-webpage

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