經(jīng)濟(jì)觀察報(bào) 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(yīng)用前景舉行第二十四次集體學(xué)習(xí)，這是繼大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈之后，中共中央政治局對(duì)前沿科技領(lǐng)域的又一次重點(diǎn)學(xué)習(xí)。量子科技本身，是數(shù)字科技的核心內(nèi)容之一，是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的核心力量。

什么是量子?量子是現(xiàn)代物理的重要概念，指的是一個(gè)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(xué)為代表的經(jīng)典物理有根本的區(qū)別。

一時(shí)間量子科技成為熱詞，網(wǎng)上還出現(xiàn)了大量針對(duì)“量子科學(xué)”、“量子通信”關(guān)鍵詞的搜索和解讀，這三個(gè)詞不要混淆。“量子科學(xué)”指的是量子在科學(xué)上的效應(yīng)，是一種量子信息的學(xué)科系統(tǒng);“量子通信“則是量子在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，即給通信進(jìn)行加密以保證安全性,盡管通信是量子科技的一個(gè)非常重要的應(yīng)用,但不能將量子通信等同于量子科技本身。

與科學(xué)界的一些改良性技術(shù)相比，量子科技具有顛覆性作用，它顛覆的是目前占據(jù)主流地位的電子計(jì)算，即傳統(tǒng)、主流的計(jì)算機(jī)還是以電子作為基本的載體，以馮·諾依曼結(jié)構(gòu)為主的計(jì)算機(jī)，同時(shí)主流計(jì)算機(jī)的電子元器件——芯片,也是基于電子，按照摩爾定律的經(jīng)濟(jì)規(guī)律來(lái)發(fā)展，讓計(jì)算機(jī)芯片的工藝制成從14納米、7納米發(fā)展到5納米。

但問(wèn)題在于，當(dāng)下摩爾定律正逼近物理極限，所以科技領(lǐng)域亟需出現(xiàn)一些顛覆性技術(shù)，將量子作為基本計(jì)算單位，革新以電子作為基本單位的計(jì)算架構(gòu)。

本次中央政治局學(xué)習(xí)提到的“把握好大趨勢(shì)”中的“趨勢(shì)”，即是全世界整個(gè)信息技術(shù)的基礎(chǔ)正在發(fā)生變化，正在進(jìn)入一個(gè)新的計(jì)算架構(gòu)和基礎(chǔ)能力突破的分界點(diǎn)上，需要提前重新構(gòu)建一個(gè)新體系，體系的構(gòu)建涉及到基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝及器件裝備，并形成量子科技的廣泛應(yīng)用，最終改變整個(gè)數(shù)字科技。國(guó)家一旦掌握這種技術(shù)，將從計(jì)算能力上取得一個(gè)較大的突破，并對(duì)社會(huì)發(fā)展形成一個(gè)革命性的影響。在這一點(diǎn)上，國(guó)內(nèi)國(guó)外的起點(diǎn)基本是一樣的，全球共同進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”。也正因如此,量子科技也是各國(guó)的戰(zhàn)略必爭(zhēng)之地。

由此可見，在當(dāng)下形勢(shì)下，發(fā)展量子科技具有很大的戰(zhàn)略意義。

量子科技的在全球仍然以企業(yè)為主力軍，以產(chǎn)學(xué)研的形式進(jìn)行開發(fā)。國(guó)際上比較典型的企業(yè)是，IBM、谷歌，谷歌在2019年打造了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，僅用200秒完成一個(gè)計(jì)算，而采用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要約10000年時(shí)間。

中國(guó)在量子科技的研究上，和歐美國(guó)家是齊頭并進(jìn)的，至少不屬于落后地位。應(yīng)該看到，該技術(shù)在全球獲得了一定突破，但并不處于成熟的發(fā)展階段，所以中國(guó)還有很大機(jī)遇去牽頭主導(dǎo)這一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在中國(guó)，量子科技目前是以科研院所為主導(dǎo)的，未來(lái)要讓技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)，要更多發(fā)揮企業(yè)的參與作用。來(lái)自中國(guó)的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星‘‘墨子號(hào)’、中國(guó)的首條量子保密通信骨干網(wǎng)，目前還是以中科院為主導(dǎo)。騰訊公司專門成立量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，除了聚焦在信息處理中的應(yīng)用，如量子算法對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的幫助；還在積極探索對(duì)于一些小系統(tǒng)，小分子的更多經(jīng)典計(jì)算或模擬的方法，并在制藥、材料、化學(xué)等行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。

歸根結(jié)底，量子科技的本質(zhì)意義有兩點(diǎn)，一是提高信息通信的安全性;二是提升算力。目前來(lái)看，量子計(jì)算可以廣泛應(yīng)用到很多行業(yè)領(lǐng)域.

量子科技是數(shù)字科技系統(tǒng)中的重要力量。縱觀中共中央政治局提出的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，無(wú)論是量子科技，還是大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈，均是數(shù)字科技的核心內(nèi)容，均是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的核心力量。

數(shù)字科技是利用物理世界的數(shù)據(jù)，建構(gòu)與物理世界形成映射關(guān)系的數(shù)字世界，并借助算力和算法來(lái)生產(chǎn)有用的信息和知識(shí)，以指導(dǎo)和優(yōu)化物理世界中經(jīng)濟(jì)和社會(huì)運(yùn)行的科學(xué)技術(shù)。

數(shù)字科技是新一代信息技術(shù)的迭代升級(jí)。隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，“新一代信息技術(shù)”包含的內(nèi)涵大大拓寬，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)層出不窮，量子計(jì)算、腦機(jī)接口等技術(shù)領(lǐng)域已突破傳統(tǒng)信息技術(shù)領(lǐng)域范疇，并將有可能改變整個(gè)信息計(jì)算體系。

從全球主要國(guó)家和龍頭企業(yè)的數(shù)字科技創(chuàng)新實(shí)踐來(lái)看，數(shù)字科技也已逐步成為各國(guó)新的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)角逐熱點(diǎn)。一方面，各大數(shù)字科技巨頭聚焦數(shù)字技術(shù)和數(shù)字科技化，如谷歌的AI、量子計(jì)算、知識(shí)自動(dòng)化引擎技術(shù)；微軟和亞馬遜的云計(jì)算和AI；達(dá)索、PTC、西門子、ESI等公司的數(shù)字孿生突破；蘋果基于處理器創(chuàng)新的封閉數(shù)字科技生態(tài)。

另一方面，數(shù)字科技巨頭的創(chuàng)新又離不開數(shù)據(jù)科學(xué)和科技數(shù)字化，比如谷歌Waymo無(wú)人駕駛，需要不斷將數(shù)字科技與汽車的相關(guān)學(xué)科、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)進(jìn)行不斷融合，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到領(lǐng)域知識(shí)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。

從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，數(shù)字科技將勞動(dòng)者由人變成了“人＋機(jī)器”，勞動(dòng)者可以呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)；將生產(chǎn)資料變成了“工農(nóng)業(yè)用品＋數(shù)據(jù)”，數(shù)據(jù)從有形到無(wú)形，且沒(méi)有數(shù)量限制；將勞動(dòng)資料變成了“工農(nóng)業(yè)設(shè)備＋計(jì)算力驅(qū)動(dòng)的數(shù)字科技設(shè)備”，呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)，生產(chǎn)力得到了空前的解放，人類社會(huì)快速進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。可以說(shuō)，數(shù)字科技從近期看指向數(shù)字經(jīng)濟(jì)，從遠(yuǎn)期看指向知識(shí)文明。

從促進(jìn)創(chuàng)新的角度來(lái)看，數(shù)字科技驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)新模式。工業(yè)時(shí)代，創(chuàng)新過(guò)程就是從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究再到產(chǎn)業(yè)發(fā)展“鏈?zhǔn)絼?chuàng)新”的單向線性過(guò)程。數(shù)字科技需要面向物理世界和數(shù)字世界的互動(dòng)融合，一方面需要解決實(shí)際應(yīng)用、面向用戶需求、開發(fā)全新市場(chǎng)的場(chǎng)景式研發(fā)與創(chuàng)新，從用戶需求出發(fā)對(duì)科學(xué)研究形成逆向牽引，另一方面各類基礎(chǔ)學(xué)科、基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的各項(xiàng)基礎(chǔ)和應(yīng)用創(chuàng)新尋求突破。每個(gè)創(chuàng)新主體都是龐大網(wǎng)絡(luò)體系中的節(jié)點(diǎn)之一，都會(huì)參與到新科學(xué)新技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用全過(guò)程，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化周期大大縮短。

所以，在生產(chǎn)要素和創(chuàng)新模式改變的作用下，數(shù)字科技最終將重塑全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)格局。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，數(shù)字化引發(fā)的是服務(wù)業(yè)進(jìn)入到更復(fù)雜的工業(yè)、能源和交通等傳統(tǒng)領(lǐng)域，但隨著數(shù)字科技的發(fā)展現(xiàn)在更多的是通過(guò)數(shù)據(jù)處理、仿真建模、機(jī)器學(xué)習(xí)等改變從數(shù)據(jù)－信息－知識(shí)的整個(gè)流程，并推動(dòng)進(jìn)入知識(shí)自動(dòng)化階段，使得數(shù)據(jù)進(jìn)入到價(jià)值創(chuàng)造的體系中。這種力量決定了數(shù)字科技將會(huì)重塑全球經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)格局，也必然是大國(guó)和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

(文章內(nèi)容由中科院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員王曉明提供,本報(bào)記者沈怡然采訪整理)