【公益译文】英国《国家量子战略》（下）

绿盟科技研究通讯

发布于 2023-12-20 12:53:13

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发布于 2023-12-20 12:53:13

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全文共15020字，阅读大约需30分钟。

五

支持量子业务

5.1 支持量子业务

让英国成为开办量子公司的首选地、全球供应链必不可少的组成部分以及投资者和全球人才的不二之选。

英国的量子生态系统蓬勃发展，蕴藏着巨大的机会，可望将理论思想转化为经济价值和社会影响。在英国的量子领域，至少有160家公司开展量子业务。根据公开信息，这些公司吸引的私募股权投资在欧洲位居首位，在全球仅次于美国。英国的量子生态系统主要由中小企业组成，它们各有所长。这意味着合作是英国生态系统的重要组成部分（包括产业内合作以及与学术界、相关部门和用户社区的合作），同时需要成为未来战略的基本要素。

英国初创公司Quantum Motion获4200万英镑融资用于扩大规模。2023年2月，总部位于伦敦的初创公司Quantum Motion获量子投资大佬青睐，募集超4200万英镑的股权融资（Quantum Insider）。Quantum Motion利用现有的硅制造工艺开发可扩展的量子计算机。本轮融资由罗伯特博世风险投资有限公司（Robert Bosch Venture Capital）领投，英国Patient Capital等投资公司跟投。英国的大规模投资越来越多，说明技术不断进步，人们越来越意识到量子技术的潜力，对这种技术的信心也越来越强。

我们将保证初创企业和中小企业在英国蓬勃发展。量子行业的增长取决于生态系统中是否有新鲜血液持续注入，以及中小企业快速发展量子业务和加快技术发展的能力。英国的初创企业还需要持续支持，度过艰难的商业化“死亡谷”阶段。在这个阶段，产品仍处于开发初期，公司尚未盈利。成功与否取决于是否有足够数量的公司，以及来自周边行业、用户和学术界的人才、知识和想法进出量子生态系统的能力。若能实现这些目标，则英国作为全球量子创新中心的地位可保。

5.2 与量子产业携手合作

量子产业已初具规模，需要足够的时间、资源和精力实现进一步发展。在未来十年甚至更长时间里，英国将通过合作推动量子产业的发展。我们将与量子公司以及关键行业和专业机构密切合作，如UKQuantum、物理研究所、皇家工程院、工程技术研究所和techUK，确保行业观点得到理解，政府行动支持增长。这项工作将涵盖未来研发计划的详细设计、技能、整体经济的量子准备能力、国际合作以及未来监管和标准的共同设计。

5.3 商业化和加速器

如前一节所述，量子计算和PNT任务涵盖对相关技术商业化和应用的支持活动。此外，我们将制定新的量子技术加速计划，支持该产业利用市场机遇，为英国建立战略优势。

这些加速计划将重点关注系统集成、应用和真实环境演示，助推商业化和工业化进程，在产业与最终用户之间建立起桥梁。计划将以NQTP合作伙伴现阶段开展的活动为基础并进一步扩展，促进日益增长的英国部门的更广泛参与。加速计划的具体投资和活动将根据技术领域量身定制，并为关键应用制定上市路线。我们将继续与社区合作，在社区帮助下完善计划。

我们还将继续提供由产业主导的创新资金机会，例如通过ISCF量子挑战提供机会，以降低中长期投资风险，鼓励更多人加入该行业。ISCF成绩斐然，帮助多家公司获得了投资和拨款，同时还通过可行性研究，为初创企业提供机会点。

5.4 基础设施

英国的量子设施和卓越中心遍布全国各个地区。我们对国有基础设施进行了大量投资，为产业提供支持，推动基于量子技术的新产品开发。这包括扩充特丁顿（Teddington）国家物理实验室的设施和能力，在牛津郡的哈维尔（Harwell）建立国家量子计算中心的新园区。此外，我们还在现有的量子技术研究中心基础上建立了研究和创新基础设施网络，并在更多能力领域进行了投资，如国家暗光纤设施和爱丁堡的计算能力、创新推进中心网络（Catapults network）以及西北Hartree中心（与IBM合作的国家数字创新中心所在地）。

苏格兰光子学集群

苏格兰的光子技术产业历史悠久，充满活力，年营业额超120亿英镑（根据苏格兰科技网站），使其成为英国量子技术发展的重要地区。苏格兰量子技术集群对外宣传时采用Glentanglement®名称。

该地区有许多新兴或成长型的创新初创企业、领先制造商（如Coherent Scotland和M Squared）以及拥有强大激光和雷达部门的大型国防系统集成商。此外，该地区还是世界级的研究基地，有几所大学在激光和光子学以及量子光学和冷原子研究方面成果斐然。

该集群还得到了其他先进的研发和创新中心的支持，如格拉斯哥大学的詹姆斯·瓦特纳米制造中心和斯特拉斯克莱德大学（University of Strathclyde）的Li-Fi中心。

位于斯特拉斯克莱德大学的英国Fraunhofer应用光子中心是世界领先的应用激光研发中心，可推动生态系统的紧密协作。

中央地带（Central Belt，苏格兰人口最集中的地区）的学术机构与NQTP关系密切，主要纽带是格拉斯哥大学领导的量子成像中心（QuantIC）（在苏格兰与爱丁堡大学、赫里奥特-瓦特大学和斯特拉斯克莱德大学合作），英国其他三个量子技术中心在苏格兰的各大学物理系也有深度参与。在政府支持的所有量子技术商业化计划项目中，接近一半项目有苏格兰组织的身影（英国量子技术挑战赛、The Directory、UKRI）。

威尔士半导体集群

自2015年，南威尔士形成了世界上第一个也是唯一一个专门从事化合物半导体（CS）材料和制造业的集群。迄今，该产业群支持了约2500个高价值工作岗位，并承诺花费10亿英镑进行扩张（CSconnected，2022年回顾报告）。

大学前沿研究人员与高科技公司合作，研发、生产量子技术领域的关键应用产品。

这一活动得到了UKRI地方实力基金（SIPF）的支持，该基金建立了多个卓越中心，如卡迪夫大学（Cardiff University）的化合物半导体研究所和未来CS制造中心，以及斯旺西大学（Swansea University）的集成半导体材料中心。

CS中心和CS应用创新推进中心(CS Applications Catapult)等研究成果转化实体促进了整个供应链的开发。

全球性领先企业不断增长，促进了产业活动，包括：高级化合物半导体材料的领先供应商IQE；半导体制造、检测和计量工具领域的领导者KLA；混合信号和模拟半导体产品的领先供应商微芯科技公司（Microchip Technology）。在这一地区优势的基础上，NQTP会再接再厉，再创辉煌。迄今为止，该集群一直是英国新型量子组件的产地，也是英国国家量子制造（UK National Quantum Foundry）的协调者。

未来十年间，要进行创新，就要有满足要求的研究和创新基础设施，在实验室和现实世界中测试、试验和演示这些技术的价值，这样才能加快它们的市场化进程。

政府应提供关键基础设施，使用相关设备或设施会惠及多方。例如，提供设施用于技术测试和评估，从而加强系统集成商、最终用户、投资者和制造商的信心。大型国家级基础设施可提供现实环境，用于验证技术的价值所在。为此目的，未来可开发量子网络，在全国各关键地点之间传递量子信息和量子参考信息，如授时信号。量子技术以及半导体等相关技术的商业化可能也会需要制造设施，我们将着手研究各种方案，为这一领域提供额外支持。

就英国的量子产业，我们将提供如下支持：

如前节所述，启动量子计算和PNT任务，对相关技术的商业化和应用提供支持活动。
为量子技术制定新的加速计划，使量子产业可以充分利用市场机会。这些加速计划将重点关注系统集成、发展规划、应用和真实环境演示，助推商业化和工业化进程，在产业与最终用户之间建立起桥梁。在未来两年内，我们将首先提供2000万英镑，为产业合作计划“量子网络加速器”提供资金。
根据新的十年计划，提供新一轮融资机会，鼓励以产业为主导的创新。
与业界合作，对关键基础设施和计划要求进行可行性研究，宣传量子技术未来可创造的价值。可首先从量子通信着手。
委托英国皇家工程院在2023年底前进行一次独立的基础设施审查，将英国量子基础设施和该产业未来十年的基础设施（包括制造设施）需求与英国其他关键行业（如半导体、光子学或太空）的基础设施要求进行对比，帮助政府确定未来的投资领域或与他国在哪些方面合作以获得关键基础设施。
开放产业、研究组织、大学合作伙伴的设施以及政府所有的设施，用于测试、解决问题和性能演示。
制作存量基础设施清单，供全产业使用，研究量子行业在未来十年是否有新的基础设施需求。
通过NQCC协商量子产业对各平台量子计算资源的访问权限，以及其他人群对这些资源的访问权限，以进行更广泛的研究，为有意与量子界接触并探索用例的企业提供入口。在接下来的两年中，我们将再提供2000万英镑推动NQCC的工作。

英国的Fraunhofer应用光子中心（CAP）是世界领先的应用激光研发中心，在量子技术方面具有重要应用。所在位置为斯特拉斯克莱德大学（University of Strathclyde）的创新中心。

作为苏格兰光子学和量子集群的重要桥梁，Fraunhofer CAP以行业为驱动开展研究，支持新产品的开发和应用。该中心负责为国家量子技术计划下的多个政府资金项目提供支持，促进量子技术的商业化，包括开发小型设备，如激光和光子源、冷原子传感器和卫星QKD的地面光学接收器。

Fraunhofer在英国的太空、国防、净零排放和健康等技术领域也占有重要地位。

5.5 英国的商业支持手段

众所周知，英国特别适合创业，政府为公司提供了大量支持，包括：

建立了中央政府创新中心，集中提供各种商业支持。该中心提供一系列的支持机制，如“创新英国：EDGE”计划、ICURe和QUEST，帮助英国企业克服创业和业务发展面临的挑战。
知识产权局（IPO）提供数字指导和工具，帮助企业了解知识产权系统，就知识产权保护和商业化做出明智决策。IPO还与其他组织合作，为具有高增长潜力的创新型企业提供专业咨询资金，支持英国企业通过国际知识产权服务管理其在海外的知识产权。
国家物理实验室（NPL）通过测量计划提供测评服务，企业可免费获取长达20天的量子测量专家服务，解决测量方面遇到的难题，助力公司将研究环境中的技术原型转化为可实际应用的创新产品。
国家安全保护局（NPSA）和国家网络安全中心（NCSC）为公司提供建议和支持，推动数字和物理安全保护措施的实施，保护资产安全，促进增长。
商业贸易部（DBT）为企业提供出口支持，打入国际市场，包括帮助产品在海外销售以及为海外客户与英国公司牵线搭桥。DBT还帮助海外企业落户英国。同时，还负责吸引外来投资，为公司在英国投资和扩张提供便利。

为确保量子企业能够获得必要支持，我们将进一步制定优惠政策，包括：编纂量子业务增长目录，列举对量子公司的支持措施，助力公司利用现有的创新业务计划蓬勃发展，包括为公司保护知识产权提供帮助。

5.6 利用投资刺激创新

要形成具有全球竞争力的量子技术行业，我们必须确保英国公司在所有增长阶段获得资金支持。量子技术在产生回报之前需要大量投资，而且研发周期也很长，与其他技术部门相比，需要更多的耐心资本。技术进入市场后，后续融资将成为公司发展和提升制造能力的关键。硬件开发、扩容需要大量资金，这一挑战对量子计算公司来说尤为明显。

在英国，企业可方便地获得创新所需资金。2022年，快速增长的英国科技公司获得了接近历史纪录的240亿英镑融资额，比法国（118亿英镑）和德国（91亿英镑）两国的融资总和还要多。这样，过去五年间这类公司在英国筹集的资金总额达到了近1000亿英镑（970亿英镑）。

政府仍然着眼于长期目标，意图引导更多的机构投资进入生产领域，确保投资人从英国最具创新性的公司的增长中获益。  我们正在积极践行这一目标，实现2019年的宣言承诺，即“利用养老基金的长期资本，对英国的科学发现进行投资并商业化，在英国脱欧后创造一个充满活力的科学经济”。  政府正在立法实施重要的监管改革，如修改养老金监管收费上限，这为行业传达了明确信息，确保养老金储户能够从更高的潜在投资回报中受益。为实现这一目标，我们继续与行业利益相关者密切合作，制定最有效的政策。

政府财政机制

英国商业银行是我们的重要合作伙伴，致力于维护小型企业金融市场的有效运作，使这些企业能够繁荣发展，增强英国经济活力。截至2020年底，该银行已为英国17万家中小型企业提供了价值420亿英镑的资金，不含新冠肺炎债务和股权融资计划（英国创新战略）。

该行通过英国耐心资本（BPC）为企业后期发展提供更大规模的资金途径。自2018年成立以来，BPC已成为英国风险投资和风险增长基金的最大国内投资者。其长期投资方法有助于英国公司及时获取所需资金，旨在证明耐心投资方法可支持高新科技公司产生具有商业吸引力的回报。

英国商业银行还推出了“未来基金：突破”计划。这是一项高达3.75亿英镑的全国性计划，将与私人投资者在后期融资轮中为高增长、创新型公司直接提供资金。该计划将侧重于研发密集型公司，旨在加快部署突破性技术，推动主要行的转型，开发新药，支持英国过渡到净零经济。

技术是“未来基金：突破”计划重点关注的领域。BPC将量子计算视为一种未来技术，这种技术有可能颠覆许多行业，巩固英国在全球创新前沿的地位。

BPC通过其“未来基金：突破”计划为牛津量子电路公司（Oxford Quantum Circuits）的A轮融资注入了3800万英镑的资金。

国家安全战略投资基金（NSSIF）是政府为军民两用先进技术提供的企业风险投资。它支持长期股权投资，与其他投资者共同对先进技术公司进行商业投资。因为是跟投（Co-Invest），所投资的每一英镑都有对应的私人投资。NSSIF的量子战略旨在支持英国生态系统的发展，为国家安全和国防提供初期量子优势。

NSSIF通过其直接投资部门英国科技投资有限公司对量子技术公司进行直接投资。此外，NSSIF还通过间接的“基金中基金”（Fund of Funds，简称FOF）对各种量子公司进行投资。

5.7 持续发展的全球供应链

量子行业的底层供应链虽然还处于萌芽阶段，但属实已经全球化。根据对54家相关英国公司的调查，85%的公司表示需要进口原料开发量子技术。英国公司是这一全球供应链的关键环节。

在整个供应链，我们具有光子学、电子学和低温学等领域的行业优势，而这些领域对量子技术至关重要。我们拥有世界领先的集群，比如南威尔士的化合物半导体集群，还有苏格兰历史悠久的光子学集群。

为了在国内和全球供应链中推广我们的公司并促进投资，我们将：

与UKQuantum和techUK等关键组织以及商业贸易部合作，撰写针对关键用户部门的材料，在国内外宣传，同时开展针对性的全球机遇活动，与全球伙伴合作，在海外推广英国量子行业，为英国公司制造贸易机会，开辟投资和合作机会。
与国际合作伙伴合作，考虑未来的供应安全，建立值得信赖的产业供应链，助力英国生态系统以及伙伴国家的发展。

5.8 吸引量子企业进入英国

英国量子商业部门主要由本土人才组成，这些人才或通过国内大学和量子中心培养，或供职于英国大型公司。海外量子公司在英国生态系统中也占有重要地位。英国在量子科学和供应链方面具有优势，商业环境友好，对创新的支持力度大，对企业具有吸引力。例如，量子计算公司PsiQuantum最近重返英国，在英格兰西北部的达斯伯里（Daresbury）建立了量子计算研究中心，说明该公司对英国量子行业的竞争力充满信心。2021年，IBM与政府合作成立了哈特里（Hartree）国家数字创新中心，汇集了人工智能和量子计算领域的世界领先专业知识，加速其在工业和公共部门的应用。

我们将：制定计划，提供投资机会，吸引海外量子公司。我们将与商业贸易部合作，积极支持有意来英国发展的量子企业。

六

推动量子技术在英国的应用

推动量子技术在英国的应用，惠及经济和社会以及国家安全。

各经济部门只有充分了解量子技术带来的机遇，才能保证英国从中全面受益。业界、研究人员和公共部门需要了解、探索如何利用量子技术，采用全新方法解决目前无法解决的问题。这对于量子计算这一新兴行业颇具挑战，因为目前尚不能明确如何或何时才能将量子技术转化为竞争优势。

安永近期的一份报告显示，只有25~33%的企业采取了具体措施，为量子计算的到来做准备，尽管48%的企业认为到2025年量子计算将在其行业中发挥重要作用。

我们将提高发现机会的能力，与用户建立联系，了解其需求。同时制定方向，重点关注量子将为英国带来的最大价值，向社会释放信号。下面，我们列出了与净零、国家安全、卫生、数字创新和关键增长部门有关的一些机会领域，特别是与未来其他四项技术（人工智能、未来电信、半导体和工程生物学）有关的领域。

在前几章中，我们阐述了旨在激励研究和创新活动、以实现既定的社会效益的任务型方法。PNT和计算这两大技术任务作为重要的试验场，重点关注如何驱动金融服务和生命科学等关键部门首当其冲应用相关技术，为未来更具雄心的任务做好铺垫。计算任务的当务之急是为不同的硬件平台开发试验台，随着技术的发展，这一工作将进一步推进。

弥合新兴技术开发和最终用户应用之间的差距将是NQCC的一项重要职责，有些雄心勃勃的计划或能推动特定行业内的大规模测试。这项工作将得到政府的延伸采购活动的支持，例如本章稍后介绍的催化基金，该基金主要用于将量子能力与政府面临的最大挑战进行匹配。

6.1 公益用途量子技术

量子技术将通过广泛应用逐步提高性能，推动全社会创新；预计未来几十年全球将获得1000亿英镑的预期收益。量子技术的未来应用包括：

打造可持续性环境和韧性：通过模拟自然环境，量子计算机可以模拟新材料，加速太阳能电池板和电池的改进，提高可再生能源的效率。通过建模和优化物流和交通网络流量，量子计算可以减少碳排放，显著降低能耗。与此同时，利用量子传感器监测温室气体的排放，帮助英国实现排放目标并监测合规情况。

增强国内外安全、防御和韧性：在解决复杂的优化问题后，通过量子态发送信息，我们可以改进用于防御目的的传感器网络，通过增强传感器实现自主性。我们可以使用量子增强型机器学习，进行模式匹配、图像和语音识别与分类以及数据融合。在战场上使用量子计算和传感可以发现目标，提升态势感知能力。量子计算机可以进行复杂的计算，适合战场建模，能够提高战斗表现。短程和远程量子通信系统提供高带宽、安全的点对点通信，防止通信被拦截，并且在部署平台上隐藏通信信息。量子传感、授时和成像能力可以提供下一代PNT能力，支持部队部署，包括在难以使用最新系统的建成城市环境中。

巩固英国在健康和生命科学领域的世界领先地位：量子计算可以解决复杂的物流问题，提高医院系统的效率，改善交付，降低成本。量子计算还可以分析庞大的非结构化数据集，加快新药开发进度，降低成本。更清晰、更便宜、更简便的成像能够提高患者的诊断效率，提升诊断准确性。例如，用于癌症手术切除受损组织、监测儿童癫痫或脑损伤和脑震荡等。

将英国打造为重要的数字行动者，挖掘数据潜力：量子计算可加快优化程序，增强金融系统内的场景规划、物流和风险管理。量子计算机可以加速机器学习，使用无偏数据集提供强化学习。量子技术可以通过传感、网络和计算能力，推动智能城市的进一步发展。

支持其他英国重点技术和部门：作为赋能技术，量子产品和服务通常会集成更广泛的技术解决方案，进而促进创新。考虑到预期功能的广度和性能的进步，它们将在多个领域得到应用。这对商业化来说既是一大机遇，也是一大挑战。要了解关键经济部门的驱动因素和技术挑战需要做大量工作。这些关键经济部门包括未来的电信网络、太空、国防、卫生、人工智能、高性能计算、光子学和半导体行业。在制定路线图和为其他部门技术进步提供支持时，务必考虑量子技术可以提供的能力，同时开发综合性系统方法，为测试和演示应用提供合适的环境。还需要开展大量工作，将新的量子技术整合到现有的典型技术系统中，发挥自身能力。

量子计算、高性能计算、人工智能和云计算：融合情况

随着量子计算的发展，我们需要充分利用其他技术在能力和机会之间的协同作用。正如《计算的未来》之独立审查中所述，英国需要高性能计算，加速和引导前沿人工智能的发展，践行英国的价值观和目标。未来十年，量子计算将成为英国高性能计算生态系统的重要补充，混合型解决方案或对实现最佳结果发挥至关重要的作用。同时，云访问和资源编排有可能让更多用户接触到包括量子计算在内的计算技术。

NQCC已开始探索量子机器学习应用以及英国行业和研究人员的量子计算云访问机制，为融合提供支持。还将开展工作，进一步了解量子行业对先进计算能力的需求以及如何应对集成挑战。

鉴于量子计算技术仍处于早期发展阶段，提高用户意识和提高用户技能以探索潜在用例并非易事。但尽早参与仍然至关重要。NQCC将在提高意识和提高准备度方面发挥关键作用，并提供试验台和计算访问权限用于探索用例。

6.2 NQCC的量子计算应用试验台

NQCC已依据 SparQ 应用发现计划制定了“广泛支持计划”，介绍量子计算相关机会，包括培训计划和黑客马拉松。该计划确保资源准备就绪，用户可访问或获取最先进的云量子计算资源、应用专业知识、最佳实践共享和技术支持，从而促进和推动行业采用。

此外，NQCC确保会开发试验台，支持英国量子计算开发者社区。这些试验台包括最终用户可访问的托管硬件、最先进的云服务和具有全栈访问功能与良好特性的稳定平台，支持开发人员判断异常原因、缓解并纠正错误，进而开发出大规模容错机器。NQCC将与爱丁堡大学量子软件实验室进行合作，探索具有社会影响的新用例。NQCC还将着手研究有关量子计算机器扩容、基准测试和纠错等方面的关键挑战。

SparQ应用发现计划

SparQ计划由国家量子计算中心（NQCC）制定，英国公司和研究人员在初期探索量子计算应用时可获得于该计划支持。NQCC已与牛津量子电路公司（OQC）等公司展开合作，为企业和研究人员提供量子计算资源，包括仿真器、模拟器、退火机和基于门的量子计算平台。

尽管世界各地的多个政府和研究机构都制定了量子意识提升计划，但SparQ更进一步，为行业和政府用户提供从意识到参与、评估、行动和倡导的全流程支持，包括量子计算机访问权限、技术支持和应用专业知识、研讨会以及人际关系建立机会和学习资源。利用这些支持，潜在用户在使用量子硬件和算法应对行业相关挑战时可获得早期的实践经验。重要的是，该计划不仅面向量子计算机科学家和研究人员，也面向行业最终用户，因为他们最有可能利用量子技术并进行实际应用。

6.3 政府释放信号并率先采购，引领风潮

在许多领域，量子技术可改善公共服务，提高政府能力，例如，优化从太空监测气候变化的方式、感知地下物体、加快重大基础设施项目等。

政府可作为首批采用新兴技术的实践者，支持技术发展，展示技术对其他经济部门的价值。政府采购可以推动创新，这样的例子不胜枚举，例如，小企业研究计划（SBRI）和国家安全战略投资基金（NSSIF）。这些资金一方面用于改进公共服务，另一方面支持小企业和刺激市场。作为NSSIF战略的一部分，NSSIF与量子公司签订了价值2600万英镑的合同，促进政府了解并获得量子计算能力，刺激英国量子生态系统的增长。

国防是政府首先采用新兴技术的关键领域。国防部是2014年建立NQTP的关键合作伙伴。该部已确定了用于国防的关键量子技术（包括传感、成像和授时）以及在通信和计算领域的近期机遇。国防部向NQTP分享了自己的新科技，同时汲取了NQTP的专业知识。通过这种合作，国防部可以评估未来挑战，了解应用情况和开发途径，确保“做好量子准备”。

国防部科技战略还提及，政府作为客户，首先是了解技术，再作为首批客户采用创新技术，在此过程中，愿意承担一定风险，在国防系统中试用还不成熟的技术。国防部将向量子创新者和潜在合作方传达出明确信息，说明量子技术可能解决的军事挑战，同时欢迎和鼓励相关人员为国防部提出前所未知的新想法和新机遇。政府将联合各部门调查新技术在其他关键公共部门的应用情况，探讨其他部门如何借鉴相关经验。

为了推动量子技术的采用，我们将：

通过与特定行业互动、展示以及通过研发计划进行演示，促进人们了解量子技术带来的机遇。
加快近期启动的NQCC SparQ应用发现计划，开展公共、国防、航空航天和医疗保健部门的用例探索、测试和技能提升活动。目前，我们已与金融部门展开合作，探索关键驱动因素和机遇。以此为基础，我们计划开展进一步工作，确保该部门能够抵御未来可扩展机器带来的加密威胁。
采购原型平台和获取计算资源，扩充NQCC作为首批政府客户的能力，加速该行业的发展，促进行业和政府用户探索用例。
将NQCC至少四分之一的计算平台和相关研究计划用于探索具有社会效益的关键应用，例如实现个性化医疗、探究痴呆症发病原因或提高电池效率。为此目的，我们将与克里克研究所（Crick Institute）或法拉第研究所（Faraday Institution）等英国领先中心合作。
重点开展可实现社会效益和商业价值的任务，首当其冲的两项任务是加速量子技术发展以提升定位导航和授时（PNT）体系的韧性以及展示量子计算的优势。我们将与量子界和国内外关键行业沟通，在下一年制定一系列长期任务来继续这项工作。
与政府有关领导合作，就特定行业或技术的行动计划达成一致，阐明价值主张和行动路线，实现技术融合。初期的重点行业包括电信、国防、太空、人工智能、高性能计算和半导体行业。
扩大政府采购的使用，包括为公司的可行性研究提供资金，探索如何应用技术解决公共部门遇到的难题。为此，我们将在国家计划的下一阶段提供催化资金，在未来两年，提供额外的1500万英镑。
成立政府用户小组，探索量子技术在哪些方面可为公共服务等公益应用提供优势，哪些方法可促进公共服务技术发展，哪些方法可提高政府治理水平，通过这些活动探索潜在用例。

七

牵头监管并保护量子行业

建立国内和国际监管框架，支持量子技术的创新型和道德性使用，保护英国的能力和国家安全。

随着我们对如何新技术应用的了解，新技术在监管方面存在许多未知因素。为了应对未来的挑战，在国内外论坛着手准备的初期就要参与其中，识别新技术应用的潜在风险，制定通用分类法、语言和未来发展原则，明确未来监管方向。最终，随着用例日趋明朗，为促进技术发展，需要开发出新的标准、基准和保证框架，明确互通要求，评估关键部门绩效。

随着国内外量子行业的发展，我们须预测未来的监管挑战并为此做好准备。我们将确保监管框架推动负责任创新，对英国有利，保护和发展经济以及英国的量子能力。

量子监管需要：

稳定、连贯、可预测
足够敏捷，可根据技术发展随机应变
易于理解且实施成本低
尽可能参与行业设计
关注创新和行业需求
倡导量子技术的透明和道德使用

英国要抓住机会，引领量子监管，首先试用量子技术。我们在领导国际道德和监管讨论方面也发挥着关键作用，确保监管支持增长、量子技术的道德使用以及英国的广泛利益。

注：世界经济论坛全球未来理事会网络汇集了全球专家，他们会讨论关键问题，输出观点和分析，并协同制定议程。2022年，理事会发布了《量子计算治理原则》，旨在负责任地设计和采用量子计算，造福社会。这些原则提供了分类法，便于利益相关者和广大公众了解量子计算将影响的领域以及由此带来的机遇和挑战。

我们将：

确保未来英国对量子技术的监管可支持英国经济中量子技术的创新、商业增长和道德使用。
建立监管试验台和沙箱，在英国率先试验量子技术。
与世界各地志同道合的合作伙伴一起，发挥领导作用，制定量子技术国际规范和标准，包括多边机构制定的规范和标准。
在世界贸易组织（WTO）、世界经济论坛（WEF）、七国集团（G7）、二十国集团（G20）、经合组织（OECD）、北约（NATO）、欧洲委员会、英联邦和联合国发挥积极作用，包括利用英国在国际电信联盟（ITU）的席位，确保量子监管支持英国的商业和创新，代表英国的安全和国防利益，并且可继续维护英国的价值观，包括人权价值观。
委托监管地平线委员会对量子技术的应用进行监管审查。为此，将制定监管指导工作计划，对该行业适度监管，促进创新。

7.1 保护英国产业，支持增长

一方面，政府预期量子行业会为社会、经济和国家安全带来诸多好处，因而支持量子行业发展；另一方面，政府有责任确保这些技术的使用不会对英国造成伤害或威胁。英国量子行业的实力吸引了敌国的兴趣，有的在大力发展自己的能力，有的意欲破坏我们的能力。我们一方面鼓励贸易和投资，另一方面要有效保护英国，防止有恶意行为破坏我们的安全和繁荣。

我们制定了《2021年国家安全投资法》、出口管制、负责任研究计划、资金协议和知识产权保护建议等措施，为公司和学术机构提供保护，防止敌对势力获取自己的技术或知识。这些措施旨在确保英国公司和研究机构与世界各地的投资者、企业和学者安全交流，支持量子领域的科学发展，促进该行业的持续增长。

我们将：

与值得信赖的盟友合作，继续监测和审查当前管制对该行业的影响以及未来监管可能发生的变化，包括《国家安全投资法》、出口管制制度，通过多边合作预测未来影响，将监管与繁荣和安全目标对齐。
指导量子企业和研究人员与他人安全合作以及保护成果和知识产权，包括抵御网络威胁。

关键监管框架

政府为学术界（“可信研究”）和行业（“安全创新”）提供指导，并通过国家安全保护局（NPSA）和国家网络安全中心（NCSC）提供更广泛的建议。通过此类指导，各组织对合作伙伴的尽职调查能够理解得更为透彻，能够识别高风险研究和组织的关键资产，实施合理的安全治理和风险管理，规避国家威胁风险和合作风险，平衡安全与机遇，做出基于风险的决策。这包括就安全审计和缓解措施咨询有资质的风险顾问。

学术技术审批计划（ATAS）

ATAS适用于所有受英国移民管制的、欲学习或研究特定敏感科目的研究生水平的国际学生和研究人员（豁免国籍除外）。

此类学科和研究领域的知识可以用于开发先进常规军事技术（ACMT）、大规模杀伤性武器或其运载工具。这类敏感学科的研究人员和学生必须申请学术技术审批计划（ATAS）证书，才能在英国学习或开始研究。

《国家安全投资法》（NSIA）（2021）

NSIA于2022年1月4日生效，对于可能构成国家安全风险的企业收购（如接管），赋予政府审查和干预的权力。

审查流程透明、可预测，企业和投资者可放心在英国投资和开展业务。该法案要求特别敏感的收购（包括对量子技术公司的收购）必须事先得到政府批准。英国政府网站（gov.uk)详细介绍了该法案，阐述了为何将量子技术纳入其中。

出口管制

出口管制联合工作组（ECJU）制定的英国出口管制制度提供了一个综合框架，确保英国企业出口的商品不会威胁国家安全或违反英国对核不扩散的国际承诺（通过条约或瓦森纳协定等多边出口管制组织达成）。与其他不太成熟的技术一样，针对量子技术或为研究和开发此类技术而设计的产品的控制措施很少。技术日渐成熟后，人们会逐渐了解技术带来的影响，未来可能会引入新的控制措施。

7.2 缓解量子相关风险

与其他新技术一样，量子技术的应用风险会持续出现。有大量文献论述了量子计算将威胁大多数现有公钥密码机制的安全，从而对国家网络安全构成风险，而大多数现代系统的信息共享和信任机制都依赖于这些公钥密码机制。

国家网络安全中心（NCSC）是英国网络安全和密码学的权威机构，就密码学向量子安全密码学过渡发布了指导意见，产品上市后，建议采用指导意见所述的缓解方法。就政府自身的准备度而言，关键信息和服务的缓解措施已经到位。

NCSC将继续通过韧性团队为各行业提供针对性建议，并通过网站提供量子安全密码学的通用建议。还将按照NIST流程结果就量子安全密码算法提供更详细的指导，为典型用例推荐具体算法。

有关NCSC关于缓解量子计算风险的指导意见，见《为量子安全密码学做准备》白皮书。

NCSC的看法是，稳健、安全的过渡需要时间来规划和交付，在合规产品问世之前就开始向量子安全密码学过渡存在风险。NCSC与国际伙伴合作，确保我们的量子安全密码学过渡计划与指导意见一致。

组织现在也可以行动起来，管理这种风险。所有组织在管理自己的加密基础设施时都应该将量子安全过渡纳入长期计划，开展调查，以确定哪些系统在合规产品出现后优先进行过渡。优先系统可以是处理敏感个人数据的系统，也可以是公钥基础设施中证书远未到期且最难更换的组件。

7.3 技术标准

商业的全球化趋势日益明显，再加上新技术不断涌现以及互通性需求，标准的重要性与日俱增。随着技术从早期研究发展到原型和产品开发，技术标准变得愈发重要，比如技术性能统一测量标准。

技术发展的不同阶段需要不同类型的标准活动，例如，在基础研究阶段需要确定关键测量指标和分类，后续需要研究原型的度量和基准以及商业量子产品的互通和认证。不同的量子技术成熟的速度或有不同。

支持标准的制定能促进开放的技术发展、互通性和贸易，但这些活动的时间节点很重要，需要避免过早设定界限和要求，进而扼杀创新。有些组织不认同我们的价值观或不支持英国经济，他们制定的标准存在风险，需要规避。政府需要与量子技术研究和创新领域的关键利益相关者和专家进行交流，更深入地了解这种平衡。

世界各地，多项量子标准化活动已初步启动，重点关注量子安全密码学和QKD，而这些领域正是英国的优势所在。已开展量子技术标准活动的开发组织包括：国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）、互联网工程任务组（IETF）、欧洲电信标准协会（ETSI）以及电气和电子工程师协会（IEEE）。

我们将：

与相关国际机构合作，通过全球量子技术标准促进英国的繁荣和安全利益，包括加快量子技术的商业化，为英国的量子行业提供支持；
与关键合作伙伴（如英国标准研究所、国家物理实验室和国防部）合作，研究协调国家参与重点领域量子技术标准开发的最优方法；相关行业和学术界将参与这些工作，跟踪重点标准活动，提高利益相关者意识，并制定英国参与量子标准开发的路线图。

英国现有的量子技术标准管理

量子计算、量子通信、量子成像、量子传感器和授时的标准化活动处于不同阶段，由不同的国际标准开发组织（SDO）负责。国家物理实验室（NPL）提高了研究中心对相关标准活动的认识，并开始与美国国家标准与技术研究院（NIST）合作。

英国标准协会（BSI）协调英国参与ISO/IEC和欧洲CEN/CENELEC的量子标准活动。2021年3月，在NPL的支持下，成立了BSI量子标准委员会。迄今为止，其主要活动是效仿ISO/IEC/JTC 1/WG 14、量子计算和CEN/CENELEC量子技术焦点小组（FGQT）的量子标准活动并为后者提供输入。

在政府内部，科技创新部（DSIT）负责量子技术政策和数字技术标准政策，其中包括量子和人工智能及电信等相关技术的标准。DSIT与NPL和BSI共同监督和领导标准活动，并引入特定领域的其他关键组织，如NCSC和NQCC。

7.4 量子技术保障措施

量子技术等新兴技术用户要求产品或服务具有可靠性、成本效益、安全性和保障性。可利用测评和保障措施证明这些技术确实具有所宣传的功能。

对多数尚处于发展中的量子技术来说，使用全面保障框架还为时过早。然而，NPL等部门已经开展了大量工作来开发有效的测评技术，通过ISCF量子挑战项目及其量子测评（QTE）计划与业界合作。这些活动都会促进未来框架的开发。

NQCC和国家物理实验室（NPL）也正致力于发开放标准，这些标准基于NQCC委托制作的基准测试工具，用于比较各个量子平台。NPL和NQCC将制定保障和基准工作计划，与标准路线图保持一致。

安全保障与性能保障一样重要，可以让用户放心投资或采用这些技术。因此，应遵守NCSC和《2022年网络安全战略》中规定的良好安全原则，将安全视为商业成功的促进而非阻碍因素。降低通过云与其他企业或用户互动的网络风险，确保量子技术采用了安全设计，这样，量子公司才可以最大化量子技术的经济效益。根据《网络安全战略》，NCSC将与国家量子技术计划合作，基于数字安全设计开发量子计算机的安全模型，帮助公司设计安全架构，并将继续为量子公司提供指导，进行安全地云上运营。

国家物理实验室量子计量研究所

根据国家量子技术计划第一阶段的目标，NPL于2015年成立了量子计量研究所（QMI）。QMI汇集了NPL在科学、计量和量子技术理解、开发和测试方面的所有能力。QMI是国家级测评机构，可推动量子技术的商业化。

NPL团队与全国各地的行业和学术伙伴合作，重点关注的科学领域包括量子时钟、量子通信、量子计算、量子传感器和量子材料。还提供设施用于测试和描述各技术领域的材料、组件和系统。

NPL为行业制定了设施使用计划，提供了与NPL科学家和工程师合作的机会，以扫除量子系统创新、可靠性和规模化过程中的障碍。

为了扩大国家对量子经济的支持能力，在NPL的特丁顿（Teddington）基地新建了高级量子计量实验室（AQML）。这将使NPL更有能力支持量子技术在英国的成功商业化和采用。

八

结论

量子技术蕴含着巨大的好处和机会，将促进英国实现经济、安全、气候、健康和社会目标。英国有能力成为世界领先的量子国家，但要利用这种优势，巩固英国在全球竞争中的地位，我们必须更加大胆，继续我们的宏图伟业。

本战略阐述了我们对英国量子技术的长期承诺以及将采取哪些行动进一步扩大英国在量子技术方面的优势。

总之，我们将确保英国成为领先的量子国家。经过多年的投资和发展，英国的量子生态系统现已充满活力，我们将在此基础上再接再厉。我们将在尖端科学和促进英国成功的人才方面进行长期的大规模投资。我们将为量子企业提供支持，这些企业推动着量子技术的商业化，将想法和知识转化为实用产品和服务，使英国公民受益。我们将在国际上进行分享，取长补短，建立安全的供应链，并开展国际合作，促进量子技术的创新和职业性治理监管。

正如科技创新部部长所言，“我们将使英国成为尖端科学突破的发源地、启动和发展量子业务的最佳场所、国际量子和技术界的主要发声人，从而吸引世界各地的量子人才。”

鉴于量子技术发展尚处于早期阶段，我们主要通过应用政府现有的所有杠杆来加强整个量子生态系统。随着技术的成熟以及特定领域的成功技术方案逐渐明朗，我们可能会根据实际情况修改计划。我们的方法包括与英国量子界人员交流，了解哪些技术可发挥作用、如何调整支持等。我们会就未来计划的设计进行广泛咨询。

九

实施

量子计划目标宏伟，要实现这一计划，我们将采取严格的实施和交付方法。这不仅需要与政府、学术界和行业进行合作，还需要与国际伙伴合作。新成立的量子办公室将主导计划实施，以DSIT为基础，整合量子界的知识和专业知识，并将：

鉴于量子的战略重要性，向由首相主管的国家科技委员会报告交付进展情况。需要政府最高层的持续参与，以保持长期势头，应对新发展，确保与其他重点技术相结合。
成立战略计划委员会，由主要的交付部门组成，管理这一战略的实施，确保政府在研发、贸易、外交、与私营公司和投资者合作、公共采购、计划和拨款以及国防和安全专业知识等方面的全部手段得以实施。
发布年度报告，介绍该战略的实施进展、优先行动和该行业的长期愿景。随着该行业的迅速发展，长期愿景或需要重新审视。这需要外部投入，获取行业、学术和技术专业知识，确保这一战略得以实施。
扩大和深化现有的独立咨询结构，使其能够就战略实施向政府提供建议。量子战略咨询委员会的职权范围和成员将扩大到涵盖所有目标的量子战略实施，而不仅仅是研发计划。
我们将与英国量子行业部门的代表部门UKQuantum和其他关键行业和专业机构密切合作，如物理研究所、皇家工程院、工程技术研究所和techUK，确保行业观点得到理解并加以考虑。

十

行动总结

愿景：基于当前科学成果，到2033年，将英国打造为世界领先的量子经济体，繁荣量子产业，让量子技术成为英国数字基础设施和先进制造业基地的必备部分，驱动增长，提升经济和社会的强度及韧性。

目标1：确保英国拥有世界领先的量子科学和工程，促进相关知识和技能在英国的发展。

研发

我们将与政府合作伙伴（尤其是英国研究与创新机构）、独立专家顾问和工业界进行全面磋商，制定价值25亿英镑的2024~2034十年量子研究和创新计划。

明年，我们将在这些方面进行投资：国家量子研究中心、两项短期量子任务（重点实现量子计算和PNT的关键技术里程碑）、量子研究基金和博士培训、政府采购量子技术供公共事业使用、加速活动、与该行业合作开展研发以及通过国家量子计算中心展开的更多活动等。

技能

建立更多的量子技术博士培训中心，使数量翻倍，在未来十年内培训1000多名量子或直接支持领域的博士生。投资专门的定制计划，如为天才研究人员提供研究基金，保证英国能够继续吸引、培养和留住世界级专家。未来两年，我们将先投资2500万英镑，用于扩大量子研究基金和博士培养规模。在新十年计划中，我们将持续增加投资。

投资专门的定制计划，如为天才研究人员提供研究基金，保证英国能够继续吸引、培养和留住世界级专家。未来两年，我们将先投资1500万英镑，用于扩大量子相关研究基金。

成立量子技能工作组，通过行业、学术界和专业协会与相关政府机构的合作，以最具潜力的公司的需求为导向，建设量子技能体系。我们将与这些团体进一步合作，在未来一年内制定并发布技能行动计划。

出台一系列措施，为下一代量子科学家、工程师和技术人员提供激励。我们将提供资金，用以扩大STEM学习机构（STEM Learning)的量子大使学校推广计划，开展更多的国内外暑期学校和研究交流项目，制定量子行业实习计划和量子学徒计划。

支持全球量子人才通过专门的高技能人才签证移居英国。

在英国全球人才网中重点突出量子人才的地位。

我们将与英国专业机构合作，包括工程技术学会（IET）和物理学会（IoP），培养持续性专业发展和职业意识，提升相关技能，加深认识，支持量子行业。

扩大活动范围，如NPL学徒计划，为英国量子行业培训高级技术人员，与政府加强英国技术培训的大目标保持一致

国际合作

与量子强国达成全面的双边活动计划，扩大伙伴关系；与英国的全球科技创新处合作，并考虑即将出台的英国国际技术战略所确定的优先事项和成果；

与其他量子强国合作，就量子计划、发展、监管和安全进行沟通；

倡议合作研究，扩展我们的全球网络；

建立国际科学伙伴关系基金，为国际合作提供额外资金；

在国际标准论坛上展示英国的领导地位，制定有利于英国公司的条款，创造符合英国规范和价值观的标准。

目标2：支持量子业务，让英国成为开办量子公司的首选地、全球供应链必不可少的组成部分以及投资者和全球人才的不二之选。

启动量子计算和PNT任务，对相关技术的商业化和应用提供支持。

为量子技术制定新的加速计划，使量子产业可以充分利用市场机会。在未来两年内，我们将再追加2000万英镑，为产业合作计划“量子网络加速器”提供资金。

根据新的十年计划，提供新一轮融资机会。

与业界合作，对关键基础设施和计划要求进行可行性研究，宣传量子技术未来可创造的价值。可首先从量子通信着手。

委托英国皇家工程院在2023年底前进行一次独立的基础设施审查，将英国量子基础设施和该产业未来十年的基础设施（包括制造设施）需求与英国其他关键行业（如半导体、光子学或太空）的基础设施要求进行对比，

开放产业、研究组织、大学合作伙伴的设施以及政府所有的设施，用于测试、解决问题和性能演示。

制作存量基础设施清单，供全产业使用，研究量子行业在未来十年是否有新的基础设施需求。

通过国家量子技术中心（NQCC）协商量子产业对各平台量子计算资源的访问权限，以进行更广泛的研究，为有意与量子界接触并探索用例的企业提供入口。在接下来的两年中，我们将再追加2000万英镑推动NQCC的工作。

编纂量子业务增长目录，列举对量子公司的支持措施，助力公司利用现有的创新业务计划蓬勃发展，包括为公司保护知识产权提供帮助。

与关键组织（如UKQuantum 和 techUK）以及政府部门合作，撰写针对关键用户部门的材料，在国内外宣传，同时开展针对性的全球机遇活动，与全球伙伴合作，在海外推广英国量子产业，为英国公司制造贸易机会，开辟投资和合作机会。

与国际合作伙伴合作，考虑未来的供应安全，建立值得信赖的产业供应链，助力英国生态系统以及伙伴国家的发展。

制定计划，提供投资机会，吸引海外量子公司。我们将与商业贸易部合作，积极支持有意来英国发展的量子企业。

目标3：推动量子技术在英国的应用，惠及经济和社会以及国家安全。

通过与特定行业互动、展示以及通过研发计划进行演示，促进人们了解量子技术带来的机遇。

加快近期启动的NQCC SparQ应用发现计划，开展公共、国防、航空航天和医疗保健部门的用例探索、测试和技能提升活动。

采购原型平台和获取计算资源，扩充NQCC作为首批政府客户的能力，加速该行业的发展，促进行业和政府用户探索用例。

将NQCC至少四分之一的计算平台和相关研究计划用于探索具有社会效益的关键应用，例如实现个性化医疗、探究痴呆症发病原因或提高电池效率。为此目的，我们将与克里克研究所（Crick Institute）或法拉第研究所（Faraday Institution）等英国领先中心合作。

提供以实现社会效益和商业价值为重点的技术任务，从如下两个任务着手：加速量子技术以增强定位导航和授时（PNT）系统的韧性以及展示量子计算的优势。我们将与量子界和国内外关键行业沟通，在下一年制定一系列长期任务来继续这项工作。

与政府有关领导合作，就特定行业或技术的行动计划达成一致，阐明价值主张和行动路线，实现技术融合。初期的重点行业包括电信、国防、太空、人工智能、高性能计算和半导体行业。

扩大政府采购的使用，包括为公司的可行性研究提供资金，探索如何应用技术解决公共部门遇到的难题。在该计划的下一阶段，我们将提供催化资金来实现这一目标，并在未来两年额外增资1500万英镑。

成立政府用户小组，探索量子技术在哪些方面可为公共服务等公益应用提供优势，哪些方法可促进公共服务技术发展，哪些方法可提高政府治理水平，通过这些活动探索潜在用例。

目标4：建立国内和国际监管框架，支持量子技术的创新型和道德性使用，保护英国的能力和国家安全。

确保未来英国对量子技术的监管可支持英国经济中量子技术的创新、商业增长和道德使用。

建立监管试验台和沙箱，在英国率先试验量子技术。

主导量子风险和机遇的全球定义，与国际伙伴合作，为负责任、安全地开发和部署量子制定共同原则。

与世界各地志同道合的合作伙伴一起，发挥领导作用，制定量子相关国际规范和标准，包括多边机构制定的规范和标准。

在世界贸易组织（WTO）、世界经济论坛（WEF）、七国集团（G7）、二十国集团（G20）、经合组织（OECD）、北约（NATO）、欧洲委员会、英联邦和联合国发挥积极作用，包括利用英国在国际电信联盟（ITU）的席位，确保量子监管支持英国的商业和创新，代表英国的安全和国防利益，并且可继续维护英国的价值观，包括人权价值观。

委托监管地平线委员会对量子技术的应用进行监管审查。为此，将制定监管指导工作计划，对该行业适度监管，促进创新。

与值得信赖的盟友合作，继续监测和审查当前管制对该行业的影响以及未来监管可能发生的变化，包括《国家安全投资法》、出口管制制度，通过多边合作预测未来影响，将监管与繁荣和安全目标对齐。

指导量子企业和研究人员与他人安全合作以及保护成果和知识产权，包括抵御网络威胁。

与相关全球机构合作，确保全球量子技术标准促进英国的繁荣和安全利益，包括加快量子技术的商业化，为英国的量子产业提供支持。

与关键合作伙伴（如英国标准研究所、国家物理实验室和国防部）合作，研究协调国家参与重点领域量子技术标准开发的最优方法。

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发布机构：英国科技、创新与技术部发布日期：2023年3月原文链接：https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1142942/national_quantum_strategy.pdf