第二次量子革命:改变世界格局的机遇与挑战

2016年10月09日 08:10   来源:光明日报   周青

  近年来,量子信息技术方兴未艾,不少人认为人类正站在下一代量子革命的门槛上,量子力学正在催生变革性技术。20世纪物理学革命诞生了两大科学理论,即相对论和量子力学。作为物理世界的百岁“幽灵”,量子力学自1900年诞生以来催生了许多重大发明——原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位等。带来这些成果的“第一次量子革命”改变了世界面貌,成为社会跨越发展的基石和动力。2014年,英国《自然》杂志吹响“第二次量子革命”的号角。以量子信息技术为代表的量子调控,是量子力学的最新发展,带来了“二次革命”。这是一次巨大的飞跃,人类对量子世界的探索已从单纯“探测时代”走向主动“调控时代”,将在量子计算、量子通信、量子网络、量子仿真等领域实现突破,成为解决人类对能源、环境、信息等需求的重要手段。

  基于量子信息技术推动科学、工业和社会取得革命性进步的巨大前景,专业人士认为,“量子技术在21世纪的重要性可与20世纪的曼哈顿计划相比,可能像曼哈顿计划造出原子弹那样改变世界格局”。目前,这一领域的国际竞争不断加剧,欧美纷纷启动“第二次量子革命”计划。

  面向未来,新科技革命和产业变革将是最难掌控但必须面对的不确定性因素之一,抓住了就是机遇,抓不住就是挑战,就可能陷入战略被动,甚至错过整整一个时代。基于此,后发国家欲赶超发达国家,应加强前瞻谋划,密切跟踪、研判世界科技创新发展的趋势,明确主攻方向和突破口,在科技资源上快速布局,激发后发优势,力争把握机遇,赢得未来。

  要坚持国家统一领导的中长期规划同近期计划相结合的大规模发展道路。美国之所以能在科技领域长期保持世界领先地位,与美国政府在不同时期提出带动科技进步的国际重大工程,动员各种资源予以实施不无关系,比如“曼哈顿计划”带动了核工业发展,“星球大战计划”带动了航空航天事业发展,“信息高速公路计划”带动了互联网的发展。在赶超过程中,后发国家要以国家目标和战略需求为导向,超前布局一批重点科技项目,尽早启动国家科研重大专项、组建国家实验室,集中力量抓重大、抓尖端、抓基本,力争在重大项目、重点方向率先突破。

  要打破“创新孤岛”的藩篱,建立科技成果向生产转化的有效手段。发达国家在用户、技术持有者和政府之间建立起紧密的连接转换机制,科技成果转化率一般高达60%左右。由政府出资建立专项基金,增强企业对技术的工程化和中间试验投入的积极性,科研成果推广应用后取得的收益与技术持有者合理分享,能最大限度解放和激发科技作为第一生产力所蕴藏的巨大潜能。美国量子技术领域就有许多高科技公司参与投入其中,IBM公司2014年提出,将于随后5年内在以量子计算技术为重点的一些领域投入30亿美元。

  要充分利用全球科技资源,深入开展国际科技合作与交流。科学是无边界的,相对于竞争,科技发展更呼唤合作。今天,跨国界、区域性、全球范围以及涉及全人类共同利益的科学问题正成为各国政府和科学界关注的热点,双边和多边参与的国际大科学研究计划成为普遍采用的一种科学研究组织方式,基于多边合作的大科学工程成为推动科学前沿发展的重要基地。量子技术的发展不能闭门造车,而是要合作联盟。2015年年底,欧盟采取大规模国际合作,推出用于发展量子信息技术的一系列重大计划,英国也与新加坡合作推动在小型卫星上开展量子实验的项目。目前这些国家在量子领域的不同细分项目中都有各自优势,结合各方力量将有助于更快、更全面地转化量子技术的潜力。

  以“第二次量子革命”为代表的新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,随着今年全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”的成功发射,我国在量子通信领域的探索迈向了世界最前沿。“高端科技就是现代的国之利器”,我国科技发展与发达国家相比总体上还有差距,许多产业仍处于全球价值链的中低端,一些关键核心技术受制于人,要想在未来发展中后来居上、弯道超车,就必须实施非对称赶超战略,“在关键领域、卡脖子的地方下大功夫”,聚焦重点任务,配置资源,集成攻关,在更多科技领域逐步由跟跑者变为并行者、领跑者,最终实现科技大国向科技强国的根本转变。

(责任编辑:李焱)

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