《量子：法国不会错过的技术方向》—— 法议员就制定《国家量子战略》提交建议报告- 大数跨境

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《量子：法国不会错过的技术方向》—— 法议员就制定《国家量子战略》提交建议报告

科情智库

2020-07-13

导读：2020年1月，应法国政府委托，法国议员波拉·福特萨等人提交了题为《量子：法国不会错过的技术方向》的报告。

科情智库

编译：中国科学技术信息研究所王晓菲

审校：中国科学技术信息研究所张丽娟

2020年1月，应法国政府委托，法国议员波拉·福特萨等人提交了题为《量子：法国不会错过的技术方向》的报告。报告提出了法国发展量子技术的战略目标，并建议了6大战略性举措，分别为：部署尖端量子计算基础设施；支持目标远大的技术研发项目；支持具有商业化前景的技术研发项目；构建有利于创新的环境；确保国家量子技术安全；构建灵活高效的管理机制。

2019年4月，法国总理爱德华·菲利普委托议员波拉·福特萨等人就法国制定国家量子发展战略问题开展研究。2020年1月，波拉·福特萨等人提交了题为《量子：法国不会错过的技术方向》的报告。报告从量子技术的背景出发，分析了其对国家未来发展的重要影响，并根据法国量子技术的发展现状，给出了法国发展量子技术的宏伟目标和战略性举措。

作为颠覆性技术之一，量子技术不仅有助于实现未来经济增长，还涉及国家技术主权。目前，中国、美国、英国、德国等国为在该领域长期保持优势,已经制定了国家量子战略或开展了雄心勃勃的国家项目。对此，报告建议法国制定量子发展战略，并设立以下六大目标：成为容错量子计算领域的世界领先者之一；成为有噪声中等规模量子计算（Noisy intermediate-scale quantum）领域的欧洲领先者；成为量子计算软件领域的世界领先者之一；在使能技术领域拥有较高水平的产业自主能力；在钻石量子传感器领域拥有较高水平的产业自主能力；在密码学领域确保战略性自主地位。为实现上述宏伟目标，报告给出了6大战略方向的37项具体建议：

一

部署尖端量子计算基础设施

为避免技术封锁风险，构建量子软件生态系统并推动其实际应用，进而使法国乃至欧洲诞生世界一流水平的量子计算机供应商，报告建议在法国境内部署世界领先水平的量子计算基础设施，由各类依靠不同技术原理运行的量子模拟器和量子处理器构成。同时，还应加强与欧洲伙伴（特别是德国）的合作，旨在使用相同的技术路径或者平台，整合全欧洲量子计算能力。

表1 具体建议

领域	建议
量子计算	建议1：在超大型计算中心（TGCC）构建量子计算平台。平台应是多样性和动态性的，并面向学术界和产业界研发人员开放。
	建议2：长期面向法国和欧洲初创企业及实验室进行量子处理器融资招标，鼓励其参与计算基础设施构建。
	建议3：发展由公共机构和私营部门共同提供的、具备竞争力的量子计算服务。
量子通信	建议4：部署并测试基于不同量子通信机制的平台。

二

支持目标远大的技术研发项目

报告建议，法国应通过支持研究与技术开发项目，实现公共机构与私营部门间的合作，以获得解决量子技术瓶颈问题的必要资金与资源，并研发出必要的密码机制，确保量子时代敏感通信的安全。报告建议的主要量子技术研发方向如下。

表2 具体建议

领域		建议
所有量子技术	基础研究	建议5：延长2021年到期的国家科学研究署资助的“量子技术”项目，在2021年后继续每年投入1000万欧元资助20个探索性研究课题。
		建议6：扩大“量子技术”项目支持范围，每年追加资金资助3个旨在确定重点量子技术路径的的探索性研究课题。
		建议7：激励法国相关实验室和企业积极参与欧盟“量子技术”旗舰项目。
	合作研究	建议8：在创新竞赛和以竞争力为目标的PSPC项目中，纳入量子研究并将其作为重点。创新竞赛主要鼓励研究人员创办企业,并为初创和中小企业提供创新服务。以竞争力为目标的PSPC项目主要鼓励不同主体合作，共建产业价值链。
量子计算	大规模量子计算	建议9：增强法国格勒诺布尔信息电子与技术实验室（LETI）微电子团队在软件与计算结构方面的力量。
		建议10：对大规模量子计算项目进行灵活管理。目前，实现大规模量子计算存在多种平行技术路线，难以确定哪种会成功。为此，应该建立“快速失败”机制，根据研究进展，及时放弃没有成功希望的项目，从而降低项目不确定性与费用。
		建议11：通过未来投资计划（PIA）或重点研究计划（PPR）部署量子处理器研发项目。
		建议12：通过国家科学研究署的“量子技术”项目支持硅材料技术研发。
	有噪声中等规模量子计算与软件	建议13：于2020年发起“中等规模量子计算”创新重大挑战，旨在于2023年前开发出能供化学、物流和人工智能领域使用的、具备可互操作性的量子计算软件堆栈。
		建议14：与欧洲其它国家合作开展上述重大挑战相关研究。
		建议15：加大量子计算算法与软件研究投入。
		建议16：如果“中等规模量子计算”创新重大挑战与未来投资计划的“量子处理器”项目能够取得重大成果，应于2022年发起新的创新重大挑战，旨在开发出能够实现完全量子计算的解决方案。
		建议17：构建标准规范，供国家大型计算中心（GENCI）购置试验性量子处理器时使用。
量子传感器		建议18：通过创新实验室、创新竞赛以及以竞争力为目标的PSPC项目，建设自主可控的钻石量子传感器研发及生产链。
密码学		建议19：通过创新竞赛和其它政府相关创新支持及加速机制，于2022年前启动对“后量子密码学”相关研究的支持，研发出能够抵抗量子计算机攻击的密码算法。该算法应该能够在有限计算资源条件下运行，并具备一定价格竞争力。
		建议20：为了通过量子密钥分发传递敏感信息，各国家机构应对量子密钥分发系统进行验证，以维护国家安全。为此，应制定《量子密钥分发系统评估战略》，分阶段评估面临的安全隐患，逐步构建法国乃至欧洲的验证体系。
		建议21：通过国家科学研究署的“量子技术”项目，支持推动量子密钥分发技术走向成熟的研究，包括连续变量与离散变量系统、量子中继、卫星链接等。
通用使能技术		建议22：开展低温物理学研究，并自主研发具备竞争力的1-40开尔文超高真空设备等。
		建议23：自主开展温度约在绝对温度上下的极低温物理学研究。

三

支持具有商业化前景的技术研发项目

报告建议，法国应发起“量子技术挑战项目”，结合技术发展现状和应用前景，重点聚焦具有商业化前景的量子计算和量子传感领域开展研究，旨在在上述两个领域开拓市场，并提升下游应用领域的竞争力。

表3 具体建议

领域	建议
量子计算	建议24：支持期望应用量子计算的企业发起“挑战赛”或“黑客马拉松”，宣传量子计算用途，如“空中客车量子计算挑战赛”。
量子传感器	建议25：支持期望应用量子传感器的企业发起“挑战赛”，帮助量子传感器研发和生产商寻找潜在应用市场。

四

构建有利于创新的环境

报告建议，法国应以研发能力较强的地区为依托，建立在研究和产业化方面都能受到世界认可的量子中心，旨在推动跨学科融合型研究。同时，为破除创新和创业面临的阻碍，还要培养竞争力并获得高质量的风险资本，这有助于促进技术向产业界转化。

表4 具体建议

领域	建议
量子枢纽	建议26：在巴黎、萨克雷和格勒诺布尔建立三个“量子枢纽”，汇集量子物理、理论和应用计算机科学领域的研究人员、工程师、相关企业及终端用户。
量子枢纽	建议27：在国家科学研究署和法国公共投资银行联合发起的研究项目中纳入有关跨学科研究的评价标准。
竞争力培养	建议28：在信息科学专业的工程师学位与硕士学位课程中，纳入6个经欧洲学分互认体系认证的量子算法课程；在密码学硕士学位课程中，纳入6个经欧洲学分互认体系认证的量子密码学和后量子密码学课程。
竞争力培养	建议29：设立以量子信息科学与工程为专业方向的学位，以应对产业界对量子工程师和技术人员不断增长的需要。
研究人员流动	建议30：为促进成果转化，法国政府发布了《企业成长与转型行动计划法》，鼓励公共科研机构研究人员创办企业，并规定创业者能够保留公职并继续使用实验室研究设备。目前，许多量子领域人士并不了解这一政策，应对他们加强政策宣传。
风险投资	建议31：力争到2024年，在量子领域扶持成立50家以上初创企业。
风险投资	建议32：针对量子领域初创企业的后期（即种子期和A轮融资之后，通常指B轮和C轮融资）融资困难，专设总金额为3-5亿欧元的后期信任投资基金，支持量子领域初创企业后期融资。

五

确保国家量子技术安全

法国在量子技术方面的领先可能会引起一些机构或国家对法国相关技术的觊觎，特别是具备世界一流水平的技术。报告建议，法国应保护本国科学与技术财富，并与国际伙伴开展合作。

表5 具体建议

领域	建议
科学技术资产保护	建议33：向各类最具战略重要性的主体普及其可能面临的技术剽窃风险，并告知其应对相关风险的工具或机制。
科学技术资产保护	建议34：识别并监测战略性资产与活动，并根据需要部署科学技术潜力保护机制。
经济外交	建议35：明确法国与国际合作伙伴之间在量子技术领域的合作空间，以及可能的合作效应。

六

构建灵活高效的管理机制

鉴于某些量子技术的发展路径具有高度不确定性，需要长期行动和大量投资，报告建议法国应构建灵活的管理机制，设立由政府各部门、研究机构与产业界共同组成的决策机构。

表6 具体建议

领域	建议
高效管理	建议36：设立负责决策量子技术研发方向的战略委员会。
高效管理	建议37：设立跨部门协调机构，负责在国家层面保障不同公共机构和私营部门之间的协调与合作。