【两会建言】人大代表郭国平:加快中国量子算力应用推广,突破“环中国”量子算力“链”

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今年全国两会期间,十四届全国人大代表中国科学院量子信息重点实验室副主任郭国平教授带来一份《关于贯彻落实中央经济工作会议精神,加快我国量子计算研发和应用推广的建议》。

郭国平表示,“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出,要瞄准量子信息等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。2022年中央经济工作会议首次明确提出加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。大国要有大算力。量子计算因其强大算力日趋成为世界各国抢占的战略制高点。如何落实中央决策部署,尽快提升中国量子计算能力,为中国经济积蓄“量子算力”支撑、为国家安全建立“量子算力”防线,是我国当前需要面对的重大现实问题。

郭国平指出,量子计算是当前国际科技竞争“新赛道”。美国把原子弹研发称为“曼哈顿计划”,把量子计算机研发命名为“微曼哈顿计划”,量子计算机被称为“信息时代原子弹”。多年前,美国已经开始对中国量子计算技术发展实施封锁。量子计算已成为全球多国国家战略。据统计,全球有200多家量子计算公司,以美国为代表的多个国家,相继制定了国家量子技术倡议或战略,如美国《国家量子倡议法案》、法国《国家量子技术战略》、日本《量子技术创新战略》、韩国《量子技术研发投资战略》等。同时全球范围均在建设自己的量子计算生态圈,美国、加拿大、德国、澳大利亚等纷纷建立量子联盟。

郭国平进一步指出,中国已成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家,但和国际发达国家对比,发展现状不容乐观。我国科研工作者经过20年的艰苦奋斗,在2021年交付中国用户使用一台国产量子计算机,使我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家,同时量子计算专利数量和质量也有大幅提升。但从问题导向和国际发达国家对比,我国量子计算科技及产业发展现状依然不容乐观,主要有以下3个问题:

第一、我国量子计算国内应用落地难。我国量子计算技术研发成本高,商业化开拓难,研发和应用之间“断层”明显。国际上,量子计算的研制开发已步入由龙头企业主导,研发、应用“双向驱动”,应用牵引和市场导向的加速效能凸现。如美国量子计算研发巨头Google与世界最大私有制药企业BI合作研究量子计算药物研发,世界第一家量子计算公司D-wave 则与德国大众合作探索解决交通阻塞问题。与国外相比,我国量子计算产业发展较为滞后,和中国量子算力“携手”开发应用的央企不到央企总数的5%,我国现有量子计算产业圈的整体实力仅为国外同类别量子产业圈的百分之一。同时我们也没有很好的区分高校研究所、实验室的量子科学研究以及产业化、市场化的量子技术产品研发,未能突出量子科技企业的主体创新地位和责任,未充分发挥应用需求牵引和市场竞争的作用。

第二、欧美“环中国”量子算力“链”已基本闭环。欧美等国量子计算起步早、发展快,产业成熟度高,呈“步步紧逼”态势,已逐步建立“环中国”量子计算生态“链”,并通过科技制裁遏制或迟滞我国量子计算发展。2017年,美国IBM公司成立的产业联盟拥有210多个成员,涉及500强公司、初创企业、学术机构和研究实验室。加拿大2020年成功组建量子工业部,包含24家专门从事量子领域的加拿大硬件和软件公司。2022年,德国汉堡启动“量子创新之都”量子计算网络联盟。同年,澳大利亚国家级最高机构澳大利亚技术委员会(TCA)宣布成立澳大利亚量子联盟(AQA)。中国周边的日本、韩国、印度,甚至中国台湾省的部分企业都纷纷入局,与这些联盟机构展开合作。

第三、加快量子计算研发和应用推广要谨防“户户点火、家家冒烟”。“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”,面对日益复杂的量子计算国际竞争形势,我国必须奋起直追,2022年中央经济工作会也明确提出了加快量子计算研发和应用推广。在高度重视有序推进中国量子计算事业的同时,我们也需谨防“家家点火、户户冒烟”,一拥而上搞量子计算,从而分散弱化量子计算赛道上的中国力量。最近国内出现“量子计算热”后,少数过去很少涉足量子计算研究的企业突然宣称其在量子计算方面有“重大进展”,这种现象需引起重视。欧美大约从30年前开始布局量子计算研发,中国大约从20年前起步量子计算研发,不论是美国还是中国,在量子计算研发方面都经历了一个长期过程。没有人能“一日千里”研制出量子计算机,在欧美国际量子计算“围堵”面前,中国量子计算研发力量需握紧拳头,同心共力,艰苦奋斗。

针对问题一郭国平建议发改委牵头推动出台国家级量子计算技术和产业支持政策,建立相应跨部门协调机制,多部门协同推进量子计算技术与产业发展,集中力量突破重点关键问题。一是鼓励使用现有国产首台套量子计算机,引导国产量子计算机更快进入我国经济体系,尽快对国民经济形成实际算力支撑。二是强化企业创新主体地位和责任,鼓励央企及大型国企率先开展量子计算应用赋能场景示范。量子计算作为国家战略,关系到国家未来军事安全和经济发展。国家宜鼓励引导央企、大型国企及其他行业龙头企业和量子计算企业在目前国际量子算力已经发挥作用的领域尽快深化合作,这些领域有金融、生物医药、新材料、人工智能、气象预报、密码破译、智能制造等,促进我国量子计算技术在经济层面的应用。三是发挥国内市场优势,以应用“反推”行业技术发展。谷歌、IBM等国外企业争相布局自己的量子生态系统,如IBM Q Network已囊括多个行业的100多个组织,涵盖航空、汽车、金融、能源、保险、材料和电子等领域,产品贯穿量子芯片、基础软件、应用服务等产业链上下游。参考国外经验,我国宜根据经济发展对量子计算的需求,建立完整量子计算应用生态体系,促进量子计算产业链创新链与应用需求的深度融合,设立企业牵头的量子计算产业应用中心,给予国家专项资金支持计划,落实科技创新税收优惠政策,引导企业加大研发投入,扶持产业发展。

针对问题二郭国平建议一是加强量子计算核心软硬件产品和技术攻关,加快自主量子计算生态圈的构建。建议国家发改委牵头,各相关部门协同,支持以企业为创新主体进行卡脖子的核心技术和元器件攻关,打造安全可靠的量子计算生产制造链,突破量子处理器、稀释制冷机、低温器件等核心硬件攻关,推动实现量子计算软硬件国产替代;支持量子计算操作系统、量子计算语言、编程框架、芯片设计工具等关键基础软件的研发,加大自主量子计算软硬件产品和服务在包括一带一路和金砖国家在内的国内外市场的应用推广,培育壮大自主的量子计算软硬件产业和生态。

二是建议加快量超融合创新平台部署。建议发改委牵头,各相关部门协同对标美国和欧盟,研究量超协同、量子计算集群网络等高性能计算系统解决方案,推动量子计算进入国家的各个算力中心和各数据中心,提供量超协同和多量子计算集群的新型计算能力和数据处理服务。

针对问题三郭国平建议教育主管部门在高校和中小学中建立国产量子计算机常态化科普教育机制。

量子计算不是一代人能够完成的事业,要从“娃娃”抓起,要从源头上加强对量子计算的科学客观认识,逐步在中国形成对量子计算的共识,才能从源头上避免量子计算“热”带来的“盲目冲动”,最终形成一代又一代中国量子计算人接续奋斗的良好局面。

建议教育主管部门牵头在全国大中小学尤其是高校中进一步加强国产量子计算机、量子操作系统、编程语言宣传推广。一,将国产量子计算机科普纳入中小学科普的重要内容之一。二,在已开设量子科技相关课程的高校中引入国产量子计算机软硬件相关课程。三,鼓励并引导高校学生积极参与公益性学术组织举办的全国性量子计算各类技能大赛,以更好更快发现中国量子计算编程人才,为中国量子算力事业凝聚更多中国英才。通过以上三个措施,让更多的中国的“下一代”了解和掌握量子计算基本常识,引导学生特别是高校青年学生养成用国产量子操作系统习惯,逐步构建中国自主量子计算应用生态圈。

责编: 李晓延
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