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Nature刊文谈中国科学崛起与量子战略定力

更新时间 2026-10-15来源 光子盒QUANTUMCHINA正文 3752字阅读约 12分钟8 张图片
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10月14日,《Nature》发表《中国科学的非凡崛起及其将如何改变世界》文章,把中国科研的发展放在了全球知识生产和技术竞争格局中观察。

文章中的一个核心判断表明,中国正在以一条不同于西方的路径逼近全球科学领导地位,而这条路径的关键词不是自由探索,是战略定力。

就在今年4月30日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在上海出席加强基础研究座谈会并发表重要讲话,呼吁地区政府、高校和研究机构加强国家基础研究。

他说:“人类发展历史表明,基础研究的每一次重大突破,都会推动科学技术巨大进步,带动社会生产力显著跃升。衡量一个国家的科技实力,一个重要标准就是看基础研究水平。要成为世界科技强国,基础研究必须搞上去。

显然,我国从战略政策层面为基础研究定下发展基调,这其中自然包括了量子科技这一前沿技术。

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基本面

2025年,中国全社会研发投入超过3.92万亿元,研发强度达到2.8%。其中,基础研究投入接近2800亿元,占R&D经费比重达到7.08%,首次突破7%。

当然,7%这个数字,依然低于美国的14.4%、韩国的14.7%和日本的11.6%。但趋势比绝对值更重要。2012年,中国全社会研发经费才首次突破1万亿元;到2025年接近4万亿元。十几年的时间,投入经费翻了两番,但是在2025年,基础研究经费的增速高达11.1%,高于整体研发投入增速。

在“十五五”规划中,年均研发投入增速目标与“十四五”持平,都是7%以上。不过,也有相关专业人士在解读数据时表示,在3.9万亿的基数上维持这个增速,绝对增量比“十四五”时期要大得多。

这也说明,中国在科学发展方面最大的优势之一是能够实施并持续执行长期规划。中国集中体制的最大优势是能够不受政治周期干扰,在战略科学领域维持长期投资。比如,中国领导层鞥能够在量子通信、量子计算等战略科学领域长期持续投资。相比之下,美国的政治变革可能使国家从一个优先事项转向另一个优先事项。

2026年5月,潘建伟团队联合多家单位研制出可编程量子计算原型机“九章四号”。“九章四号”能够操纵和探测高达3050个光子,求解高斯玻色取样问题的速度比全球最快超算El Capitan快10的54次方倍。

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当然,从“九章”到“九章四号”,耗时六年,光子数从76个提升到3050个,这完全是持续迭代的结果。

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结构性换血

过去谈到中国科技的迅速崛起,外界往往更关注互联网平台、动力电池、光伏组件和消费电子等“应用层创新”。庞大的国内市场、快速的工程迭代,以及人口红利,确实在过去三十年里让这些产业资本完成了原始积累。

但面对芯片制裁和底层技术封锁,这套逻辑就有点行不通了。

过去几年,全球供应链受到明显冲击。一些产业原本可以通过进口设备、获得技术授权开展生产,但当供应条件发生变化,这种依赖也就暴露出来。研发投入因此有了更直接的意义:既关系到产业能否继续升级,也关系到关键环节能否自主掌握。

我国的顶层设计风向从2018年国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》起发生了根本性逆转,进一步明确了基础研究的长期目标:到2035年,基础研究的全球学术影响力要实现质的跃迁;到本世纪中叶,中国要成为全球主要科学中心和创新高地。

国家扶持固然重要,不过,对硬科技投资人和一线科研人员来说,基础研究从来都不是靠砸钱就能出成果的。

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那么,为什么基础研究这块骨头这么难啃?

最主要也是最令人诟病的就是传统研发经费体系会制定各种各样的KPI考核。比如,应用型开发通常有比较明确的任务,要能在两三年内转化成专利、流水线或者市场营收。但是,这些KPI考核放在量子领域就不那么合适了。

诸如量子退相干抑制、拓扑绝缘体寻找、超导量子比特表面码纠错这种深水区理论,短时间内可能无法看到重大的突破性成果,且最终有极大概率面临物理实验的证伪。

自然也有研究人员对此表示不满,直言中国学术评价体系过去过于依赖论文发表量,这在短时间内确实造就了自然指数超越美国的繁荣景象,但海量论文并不天然等于原创发现。

破局的关键在于集中体制对战略性关键变量的定向穿透。

中国科技体制最底层的竞争优势就是其具备超越单届政府任期的超长规划和执行耐力。放眼整个硬科技版图,量子信息恰好是这套打法执行得最坚决的领域。

欧美量子团队会受到私人风险资本退潮、企业估值倒挂、政府拨款随着大选周期摇摆不定的影响。相比之下,中国的量子研究体系在合肥微尺度物质科学国家研究中心、中国科学院量子信息重点实验室等国家级节点的串联下,拿到的是长达数十年、几乎不计短期ROI(投资回报率)的稳定输血。

这笔长线资本,正在推动中国的量子研究从最初的跟随型测算,转入对物理底层规律的正面解构。

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回到量子

除了基本的物理问题,量子系统的研究还涉及器件、控制、系统集成,这几个层面的进展通常相辅相成。

以量子计算为例,物理量子比特增加以后,可以开展更大规模的实验。但计算结果是否可靠,还得看操作精度和纠错效果。2025年12月,潘建伟团队利用“祖冲之3.2号”处理器,实现了低于纠错阈值的表面码量子纠错。随着码距增加,逻辑错误率随之下降。

这项研究的最大进步是推进了容错量子计算需要的关键条件,至于多个逻辑比特的可靠运算和完整系统的资源开销,仍有待进一步研究。

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量子通信则展示了长期研究的另一种方式。2025年公布的“济南一号”实验,把星地量子密钥分发与小型化、可移动地面站结合起来。器件重量、密钥生成时效等方面的改进,使研究进一步接近实际部署条件,但这些实验条件仍需与连续服务能力区别开来。

基础研究也可能通过更小的器件环节发挥作用。就在前两天,中国科学技术大学发表量子频率转换成果,把393纳米光转换至1550纳米通信波段,模块端到端效率达到28.8%。研究要解决的是离子系统发出的光信号如何接入通信光纤,转换效率和额外噪声需要同时处理。

这样的成果很难用一个整机规模指标概括,却可能影响后续系统怎样连接。对于量子科技,理论方法、关键器件与工程能力之间的衔接,本身就是竞争力的一部分。

值得注意的是,今年9月中国科学技术大学发布的一项基金委原创探索项目通知,明确不以系统规模或硬件指标为考核目标,更多关注新方法提出与新原理验证。这一通知虽然不能代表所有量子项目,却给出了一个新思路:原创探索有自己的评价重点。

基于上述不完全统计进展可以确定,持续增长的科研投入,已经扩大了中国开展量子研究的资源基础。这些投入能产生多大影响,取决于研究是否解决了关键限制,以及解决问题的方法能否被进一步积累和使用。

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微观生态

除基础研究外,我国量子科技的资本图谱,也和硅谷的资本生态截然不同。

在美国,量子计算的早期推进高度依赖IBM、Google、Microsoft等科技巨头的内部研究院,以及由高风险偏好的早期VC大额下注的IonQ、Rigetti、PsiQuantum等初创企业。而在中国,量子科技的演进逻辑呈现出极强的“国家实验室引领、高校院所技术裂变、国有资本战略托底、地方政府产业落地”的四级联动特征。

这套体系的核心枢纽之一在我国量子产业高地安徽合肥。

近年来,安徽量子科技和产业锐意突破、快速发展,总体呈现“四个持续”的发展,即产业技术创新持续突破、量子场景应用持续跃升、量子企业培育持续加强和产业生态营造持续加力。

同时,作为全国量子产业高地,合肥已经集聚全国近三分之一的量子科技企业,构建起从基础研究到产业化的完整生态链。市级财政近百亿元投入,以及40%的天使基金风险容忍度政策,为企业发展提供支持。

以国盾量子为例,这家企业脱胎于中国科学技术大学,依托国家量子保密通信骨干网“京沪干线”和“墨子号”量子卫星的地面站建设,打通了量子密钥分发(QKD)的核心零部件供应链。而在2024年,中国电信通过战略投资成为国盾量子的实际控制股东,这一资本动作在硬科技圈内引发巨大反响。

这是国家战略资本和通信运营商对底层量子安全技术的全面下注。中国电信入局后,不仅直接加速了量子保密通信网络在骨干网、城域网和政务内网的工程化铺设,更把量子计算云平台与天翼云超算中心进行了底层算力打通,开创了国内“运营商网络+量子计算混合调度”的基础设施新范式。

与此同时,专注量子精密测量的国仪量子,则走了一条更具现金流韧性的转化路径。团队将量子钻石NV色心(氮-空位中心)传感技术迅速产品化,推出了包括量子钻石原子力显微镜、超灵敏电子顺磁共振波谱仪(EPR)等高精度科学仪器。

在很多海外仪器受到进出口管制的情况下,仪器层面的自研设备不仅在生物医疗、半导体缺陷检测等工业场景中打开了商业化缺口,反过来还为母体团队持续投入更深维度的量子传感基础研究提供了自我造血能力。

不仅是合肥,北京、上海、武汉、深圳等地也形成特色发展格局。如,北京侧重技术的研发与应用转化,上海聚焦量子应用与产业化,武汉专注于打造量子精密测量领域的特色产业集群,深圳聚焦于量子芯片、量子云平台等关键技术。

总之,商业逻辑的倒逼,正在让这门前沿科学变得务实起来。

参考链接

[1]https://www.nature.com/articles/d41586-026-03222-9

[2]https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202609/content_7081174.htm

文章标签应用落地学术研究
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