2018年12月21日，美国总统特朗普签署了美国国会提交的《国家量子计划法案》（下称《法案》），落实“国家量子计划”正式成为美国法律，为美国加速量子科技的研发与应用，夺取战略性领先优势提供了立法保障。

美国《国家量子计划法案》首页（美国国会图片）

一、美国《国家量子计划法案》制定背景

1．量子科技被公认为是具有战略意义的颠覆性前沿技术

量子科技是量子理论与其它学科交叉融合形成的，主要方向包括量子计算、量子通信、量子探测、量子传感、量子计量等，被公认可能对各行业各领域带来颠覆性影响。例如，量子计算能突破传统芯片的经典物理学极限，实现比传统计算机快百万倍的计算能力；量子通信（量子密钥分发）可部分取代传统通信加密技术，理论上能实现无条件的密钥安全；应用量子探测技术的量子雷达可能实现远程反隐身探测，破解隐身飞机作战优势；量子传感器具有超高灵敏度和微观尺寸，能够在GPS拒止环境下输出精确的定位、导航和授时信息；量子计量以量子物理为基础的自然基取代实物基准，可实现目前可见的最高计量精度，如冷原子钟等。

美国罗切斯特大学光学研究所完成的量子雷达成像效果图（美国罗切斯特大学图片）

2．量子科技已成为世界主要国家科技竞逐的一个战略制高点

尽管量子科技的突破尚存不确定性，但美国政府认为应当首先重视其潜在的颠覆性，予以长期和广泛支持。美国布局开展量子科技研发已有二十多年，国防部国防高级研究计划局、情报高级研究计划局、国家标准与技术研究院、国家科学基金会等均参与其中，早在2002年美国就制定并推进了《量子信息科学与技术规划》，量子计算则在2015年7月启动的“国家战略性计算”计划中被列为维持和增强美国高性能计算能力的核心工作之一。近年来，IBM、谷歌、英特尔等美国企业也纷纷投身其中。欧、俄、日等其他国家和地区也相继推进量子科技研发。例如，欧盟在2018年10月正式启动了为期10年、总投资10亿欧元的“量子技术旗舰计划”。量子科技已成为主要国家竞相角逐的战略制高点。

除了美、欧、俄、日等国外，英国也启动了“国家量子技术计划”（英国“国家量子技术计划”官网图片）

3．美国认为其量子科技领先地位正遭到外部特别是我国的战略性挑战

美国的量子科技研发水平整体上仍处于世界领先地位，但美国政府、科技和企业界普遍认为其优势正遭到外部特别是我国的战略性挑战。美国国防与国家安全智库——新美国安全中心在2018年9月发布的《量子霸权？中国的野心与对美国创新领导力的挑战》报告认为：中美在争夺人工智能领域主导地位之际，又陷入了一场量子科技竞赛；中国已认识到量子科技在经济和军事层面的战略意义，将其列入了国家发展规划，建立了量子国家实验室，取得了一系列重要成果，正形成赶超美国之势。中国的量子科技进步可能会影响未来的军事和战略平衡，甚至可能超越美国传统的军事技术优势，威胁到美国未来的国家安全。

中国电子科技集团有限公司在2018年11月的第12届珠海航展上展示的量子雷达试验样机。该样机在试验中实现了百千米级的探测威力（美国《航空周刊与空间技术》图片）

在这种情况下，美国认为其当前由各个机构和企业各自开展量子科技研发，或者仅将量子科技作为某个国家计划的一部分予以支持的发展模式，将难以维持美国在量子科技领域的战略性领先优势，不利于美国赢得量子科技霸权。对此，须借鉴“国家纳米计划”等成功经验，通过制定法律来建立国家专项科技计划，从管理机制、责权安排、资金投入等方面多管齐下，以国家意志聚合国家力量，加速量子科技发展。

中国科学院开展的京沪干线上已开展的量子密钥通信示范应用示意图。该项目于2017年9月宣布通过技术验收（中国科学院图片）

二、美国《国家量子计划法案》的主要内容

《法案》由美国国会众议院科学委员会从2018年6月发起制定，核心内容是建立涵盖量子计算、量子通信、量子探测、量子传感及相关材料科学等领域的国家量子计划，维持美国量子科技领先优势。该法案主要包括建立国家量子计划的管理和执行机构、制定十年期国家量子行动计划两大方面内容。

1. 建立国家量子计划的管理和执行机构

《法案》规定设立“国家量子协调办公室”、“量子信息科学小组委员会”和“国家量子计划咨询委员会”三个组织机构，并明确了它们的组织形式和职责，以便更好地促进量子科技的标准化、商业化、教育、劳动力培养等计划内容落实。

一是成立“国家量子协调办公室”。该办公室由美国总统设立于白宫科技政策办公室内，办公室员工从美国联邦政府机构抽调，办公室主任由美国科学技术政策办公室主任与商务部部长、国家科学基金会主任、能源部部长协商确定后任命。该办公室负责监督机构间的协调事务，并提供战略规划支持，充当利益攸关方的中心联络点，开展公共宣传，并促进私营部门将联邦政府的研究商业化。

二是成立“量子信息科学小组委员会”。委员会设于美国国家科技委员会之下，成员必须包括国家标准与技术研究院、国家科学基金会、能源部、国家航空航天局、国防部、国家情报总监办公室、白宫管理和预算办公室以及科技政策办公室等联邦政府机构员工。委员会主席由国家标准与技术研究院主任、国家科学基金会主任和能源部部长共同担任。《法案》要求委员会负责协调联邦政府机构的量子信息科技研究、教育活动等，根据知识、劳动力缺口和其它国家需求制定国家量子计划的目标和优先事项，评估并提出联邦政府基础设施需求来支持该计划。该委员会需要制定两个五年战略规划，且每年需向国会提交年度计划预算报告。

三是成立“国家量子计划咨询委员会”。咨询委员会成员由总统直接任命，一般为工业界、学术界及联邦实验室的代表性人物。该咨询委员会的职责包括：为美国总统和量子信息科学小组委员会评估量子信息科技的趋势和发展状况，评估国家量子计划的实施进度和修改计划的必要性，并向总统提交评估报告。

2. 制定十年期国家量子行动计划

《法案》已确立为期10年的国家量子计划，以保障美国量子科技发展的连续性，并要求在2019－2023年（即首个五年周期）期间对国家标准与技术研究院、国家科学基金会、美国能源部专门投入12.75亿美元用于落实计划，并对各机构的分工和投资额度做出了具体安排。

美国商务部国家标准与技术研究院将成为美国国家量子计划的主要参与者之一（美国国家标准与技术研究院图片）

一是安排国家标准与技术研究院重点制定标准。该院五年将获得总额4亿美元（每年8000万美元）的国家投入，用于制定量子科技发展标准。

二是安排国家科学基金会着重培养人才。该基金会五年将获得2.5亿美元（每年5000万美元）的国家投入，用于支持量子科技人才建设。《法案》要求基金会每年对高等教育机构和非盈利组织拨款，成立2～5个“量子研究和教育多学科中心”，以推进量子信息科学的普及和相关人力资源开发。

三是安排能源部建设科研中心。该部五年将获得6.25亿美元（每年1.25亿美元）的国家投入，用于量子信息科学研究。《法案》要求能源部制定量子信息科学研究目标，每年建设2～5个国家量子信息科学研究中心（每个中心投入最多2500万美元），聚焦于量子信息论、量子物理学、量子计算科学、应用数学与算法开发、量子网络、量子传感与计量、材料科学与工程等领域的基础研究。

三、启示建议

第一，美国延续国家纳米计划成功模式，争夺量子科技战略优势。美国“国家纳米技术计划”从2001年开始实施，2003年总统签署《21世纪纳米技术研究与发展法案》后成为长期的国家计划。现已成立纳米研究中心近百个，获得认可专利数量1多万个，推动了纳米在国防、医药、环保及能源等方面应用，产生了很大的国防及经济效益。美国国家量子计划参照国家纳米技术计划的组织架构及实施方式，通过立法聚力、聚焦，表明美国已集全国之力、长期稳定投资来抢占量子科技这一战略高地。

第二，我国要加速量子科技的研究及技术转化应用。当前，美国针对量子科技、纳米等战略前沿技术领域建立国家层面的专门机制或专项计划，谋求夺取领先优势，并已从2018年11月开始针对这些领域出台新的出口管制条例。我国近年来在量子科技等技术领域取得了一批重大成果，但在整体技术水平，特别是技术转化等方面与美国仍有明显差距。我国需要从总体国家安全观层次来看待量子科技的发展，制定相关政策，集全国之力，坚持军民融合之路，将航空等工业部门纳入量子科技研发布局，促成各行业重点参与到与本行业密切相关的研究及转化应用工作之中。

坐落在安徽省合肥市合肥高新区的量子信息科学国家实验室想象鸟瞰图。该实验室2017年2月开工建设，按计划将在2019年开始投入使用。此外，合肥高新区还将建设超导核聚变研究设施等科学研究工程项目（新华社安徽分社图片）

第三，我国应高度重视量子科技在航空等工业部门的应用研究。我国量子科技基础研究已取得较大成绩，但应用研究才刚起步，发展潜力巨大。航空工业作为前沿技术的集大成者，在量子惯性导航、量子计量等方面的应用已走在全国前列，同时对量子雷达、量子计算、量子通信等方面需求迫切，故建议加强这些方面的投入，推动量子科技成果在航空领域的应用及产业化发展。

来源：网信科技前沿

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