中國量子技術産出居世界第二 英國量子技術未來5個發展方向

報告指出，英國量子技術的未來發展将主要集中在5個方向的應用及其商業化，包括授時、量子成像、量子傳感與測量、量子計算與量子模拟，以及量子通信。此外，在評述英國量子技術發展具有的優勢時，報告引用的資料顯示出中國對量子技術的投入位居世界第三，科學技術産出位居世界第二。

1、中國量子科學技術産出位居世界第二

報告指出，目前有21個國家和地區對量子技術進行積極的投資，其中，歐盟的年度投入最高，為5.5億歐元（這一預算是将所有歐盟國家預算累加而得到），随後是美國，年度投入為3.6億歐元，中國位居第三，年度投入為2.2億歐元。

報告對主要國家量子科學技術的投入、論文和專利情況進行了排名比較，以揭示英國擁有強大的學術和研究基礎，以及大量世界級的公司，進而能将早期原型的量子技術商業化。在這一排名中（見下表），中國的投入位列第二，論文産出位列第一，專利申請位列第二，總排名世界第二。

2、英國量子技術未來的發展聚焦于5個方向

報告指出，英國量子技術的優勢領域包括授時、量子成像、量子傳感與測量、量子計算與量子模拟，以及量子通信等5個方向。此外，量子技術相關的業務和服務，将影響衆多行業，如醫療保健、國防、航天航空、運輸、土木工程、電信、金融和資訊技術。

（1）授時

量子鐘将比原子鐘精确幾個數量級，在金融、運輸、電信和能源等行業有廣泛的應用前景；可作為防止全球導航衛星系統（GNSS）無效或丢失的授時備份；可更好地確定金融市場中交易的時間戳和可追溯性，進而有助于防止金融詐騙。是以，報告建議英國應審查依賴于GNSS授時信号的關鍵性服務，通過量子技術減輕其使用風險；應建立基于量子技術的GNSS計時基礎設施和标準，并适時支援英國标準成為國際統一标準；應建設全光纖網絡和技術示範實驗平台，以将量子技術示範項目推廣到全英國。

（2）量子成像

基于量子技術的照相機可以獲得完整的3D圖像，甚至可以識别不在視野範圍内的正在接近的物體，是以量子成像可用于無人駕駛汽車、醫療保健、國防、安全、運輸和制造等領域。到2020年，診斷成像的全球市場将達334億美元，3D成像的市場為166億美元，熱成像的市場為112億美元。

（3）量子傳感與測量

量子傳感器比現有的技術具有更高的靈敏度、精度和速度，特别是對重力和磁場的感應，是以可用于檢測地下特征，探索自然資源，識别沉陷和滑坡等危險，篩查癡呆症等疾病，早期檢測癌症和心髒病等。報告建議政府和行業監管不應該對量子技術的使用、部署和商業化造成障礙，試驗平台的建設和路線圖的制定應被視為政府制定的規劃的一部分。

（4）量子計算與量子模拟

量子計算機能解決正常計算機無法解決的問題：大數因式分解和海量非結構化資料的搜尋。大數因式分解對金融、國防等領域有重大的安全應用，非結構化資料的搜尋則為資料分析和基礎科學帶來新的機遇。量子計算機還能模拟高度複雜的實體系統，如新材料、化學互相作用和藥物的影響等。此外，開發量子算法解決新挑戰也很重要。報告建議英國國家量子技術計劃應與圖靈研究所、Heilbron數學研究所及更廣泛的學術界合作來确定一系列可為政府帶來重要收益的挑戰，包括與機器學習、人工智能、藥物研究和新材料研究等領域相關的算法研究。

（5）量子通信

量子通信将為傳輸敏感資料提供非常高的安全性，還可用于在大規模量子計算機中傳輸資訊。量子密鑰配置設定（QKD）和後量子密碼學（PQC）是取代現有密碼系統的有潛力的技術。報告建議應資助英國量子通信和密碼學的研究組之間的協同工作，緻力于QKD和PQC的技術研發，以及對數字簽名等技術的推廣應用；應使用現實環境中的真實資料和量子通信中心的設施支援QKD的試點試驗；英國國家實體實驗室、國家網絡安全中心和學術界應形成合作夥伴關系，進行一緻性測試和頒發認可證書。

原文釋出時間為：2018-03-10

本文作者：中國科訊

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