從安全困境到全球治理：量子科技的國際政治博弈

高奇琦　陳志豪

【關鍵詞】??量子信息技術 ?安全困境 ?全球治理 ?智能革命 ?中國方案

【中圖分類號】?O413 ??D5 ????????【文獻標識碼】?A

【文章編號】?1006-1568-（2021）04-0049-24

【DOI編號】?10.13851/j.cnki.gjzw.202104003

2020年10月16日，習近平總書記在中共中央政治局第24次集體學習中強調，要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性，加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋。?而在此之前，同年8月28日，美國成立了國家量子計劃咨詢委員會（NQIAC），旨在保持其在量子信息科學領域的國際領先地位。?與此同時，歐盟、德國、英國、日本、俄羅斯、印度等也高度重視量子信息技術，并將其作為科技領域重點關注的焦點之一，規劃布局和投資支持力度也在進一步加大。量子科技已經成為國內外都重點發展以搶奪制高點的核心科技。那么，這一備受世界矚目的新興技術究竟是什么？該技術又會給國際政治格局帶來哪些影響？本文重點關注量子信息技術在新一輪國際政治博弈中的重要作用，在對相關資料進行梳理和歸納研究的基礎上，圍繞量子科技的跨時代意義、量子信息技術在軍事領域的介入、量子信息技術造成的全球系統性影響及當下效應等問題進行探討，并據此提出在量子科技全球治理與合作領域應堅持的中國方案。

一、量子信息技術的跨時代意義

何謂量子信息技術？如果僅從字面含義來看，量子信息科學是量子力學與傳統意義上的信息科學的交叉學科，該技術主要借助量子力學的特性，用以實現經典信息科學實現不了的功能。?具體而言，就是利用量子力學的各種特性和原理，比如疊加、測量、糾纏三大違反經典物理世界認知的量子奧義，用于加密通信、計算、測量等信息科學的應用之中。

一般而言，我們將物理世界分成兩類：其一為經典物理世界，即遵從經典物理學的物理客體所構成的物理世界;其二為量子世界，即遵從量子力學的物理客體所構成的物理世界。?在美國著名科學家、有著“現代計算機之父”之稱的馮·諾伊曼（John?Von Neumann）看來，這兩個物理世界具有截然不同的特性，經典世界中物理客體每個時刻的狀態和物理量都是確定的，但量子世界物理客體的狀態和物理量都是不確定的，而概率性是量子物理世界不同于經典物理世界的根本特征。?因此量子信息技術更為先進。除此之外，量子信息技術的優勢還體現在表示單位上。在傳統的信息科學領域，比特是最小的表示單位，用來對應0和1兩個可能的狀態;但在量子信息技術中，量子比特是重要的表示單位，它是一個“旋鈕”，對應著的是無窮多個狀態，因此其能處理的信息量大幅增加。?由于這些原因，今后在面對計算量呈指數級增長的問題時，量子信息科技可以發揮更大的作用。

另外，量子信息技術還不是一項完全屬于“未來”的技術，現階段的實際運用已經體現了其優勢。一般而言，量子信息科技主要可以分為三類，分別為量子計算、量子通信和衍生出來的量子精密測量，分別可以加快計算機處理信息的速度、增強信息的安全保障能力、提高具體測量中的精度和靈敏度。比如，在量子計算領域，谷歌于2019年正式宣布其實現“量子霸權”，即該公司新的53位量子計算機處理器（Sycamore）可以在200秒內運行需要全球最先進的超級計算機耗時1萬年才能完成的測試;?在量子通信領域，中國第一顆量子科學實驗衛星墨子號和京滬干線成功對接，為構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系打下了基礎;在量子測量方面，北斗導航系統通過利用量子體系（如原子和光子）的量子特性或現象，突破了在經典力學框架下所能達到的測量極限，實現了精度和靈敏度更高的測量。

（一）理解量子科技的三重邏輯

與傳統信息技術相比，量子信息技術的高維度特性也形成對前者的降階打擊。要理解這個問題，我們需要把握三重邏輯。

第一，技術的變遷邏輯。從表面上看，量子科技是一種新技術，但事實上量子技術在信息時代就已經嶄露鋒芒。具體而言，第一次量子技術革命之所以能夠發生，其背后的技術驅動正是20世紀快速發展的量子物理科學。信息革命的關鍵驅動技術，諸如晶體管、核磁共振、高溫超導材料等無一不是憑借量子規律得以發展起來的。所以，這些技術究其本質就是量子物理科學在信息革命時期的被動應用。而正是半導體的誕生，現代意義上的通用計算機才能問世，此后徹底改變人類生活的互聯網才得以出現。與此同時，人們在有了精度和靈敏度更高的原子鐘之后，能實現全球精確定位的衛星導航系統才得以構建起來。因而從這個維度上說，量子科學為傳統信息技術的硬件誕生奠定了技術基礎。

第二，技術的驅動邏輯?？v觀人類文明誕生以來的歷次技術革命，從蒸汽革命、電氣革命到信息革命，無一不是人類主動學習和適應機器發展的過程。人類當前已經迎來了第四次技術革命，也就是智能革命時代，但是人類和機器的關系卻正在發生變化。此時的機器是要來主動學習并適應人類的，而這一特性又與量子信息技術主動操縱和調控的驅動邏輯相符合。比如在試驗中，人們通過量子糾纏現象發明了精準的量子調控技術，并將其應用到具體的研究之中。這種技術驅動邏輯勢必使人類歷史出現巨大飛躍。

第三，技術的應用邏輯。量子技術的應用邏輯主要體現在其技術的顛覆性和對未來人類科技與經濟發展的強大推動作用上，量子信息技術將為后摩爾定律時代的算力破局開辟新的道路。眾所周知，在過去的50年間，全球勞動生產率提升以及人均GDP增長的重要因素之一就是摩爾定律。為了延續這一定律，經典信息科學在以“硅晶體管”為基本器件結構的路徑上越走越遠。然而，這一結構的發展終將受到物理限制。尤其是現今計算機的晶體管越做越小，目前甚至將工藝水平推進到了2nm，由此可能導致的問題是，在微觀體系下，電子會發生量子的隧穿效應，不能很精準地表示0和1，這也就是通常說的“摩爾定律遭遇困境”的原因。而量子信息技術則是解決該技術難題的良方，即可以利用量子力學打破摩爾定律。?簡言之，就是通過量子態疊加的特性進行信息的編碼和讀取等，而非通過硬件的疊加或者并行?來實現算力的躍進式提升。更為重要的是，這種呈指數級爆發式增長的算力若與人工智能、腦科學、生物制藥等其他科學技術相結合，將打破現階段遇到的一系列技術瓶頸，無疑將掀起一場前所未有的全局性科技革命。

（二）量子信息技術的核心特征

量子科技的意義要放在智能革命的大背景下加以理解。智能革命是第四次工業革命和第二次量子革命的別稱，其重點是對人類智能的模擬和提升。通過對未來“智能體”的構建及對人類智能的模擬，人類社會可以在更大程度上提高生產力，并逐步形成人類與“智能體”充分互動的行為模式和關系結構。?在此背景下，作為未來智能技術的一個重要突破口，以精確觀測和調控微觀粒子系統，利用疊加態和糾纏態等獨特量子力學為主要技術特征的量子信息科技若能得到發展，無疑將極大改變人類獲取、傳輸和處理信息的方式以及提升其能力，為未來社會的演進和發展提供強勁動力。與此同時，量子科技也能為我們理解未來社會提供支撐。就像牛頓力學奠定了經典科學的基礎一樣，相對論力學和量子力學則是構成現代世界圖景的基礎。?但事實上，對于整個人類群體而言，量子理論以及它的改進形式量子力學的發展，可能是一場更為重要的革命。?事實上，這一革命與其說是一場科學和技術的革命，不如說是意義更為深遠的認知革命。受限于種種因素，這一巨大變革在信息革命中并未有很好的體現。但在智能革命時期，憑借著新一代量子科技的賦能，人類的認知能力有望突破自身生理限制，對于更加微觀和宏觀的世界有更深層次的認識，比如對人類基因變異、人類大腦智慧形成以及外星文明等重大問題可能取得突破性成果。量子信息技術具有兩個核心特征。

第一，其蘊含的認知范式演進具有顛覆性。正如托馬斯·庫恩（Thomas S.Kuhn）在《科學革命的結構》一書中所說，科學家從一個危機的范式，轉變到一個能產生新范式的常規科學，不是通過對舊范式的修改或推理而來，而是在一個新基礎上重建研究領域的過程。?而現今，這一新基礎無疑會是量子科學。如果說經典科學與技術成就所描繪的機械性世界圖景是以客觀、精準、機械、聯系、量化的可描述數學模型為標志特征的話，那么量子科學將打破這一經典范式，概率、疊加和觀測構成了量子范式的三大要素。概率是指在亞原子層次上量子變化的發生是跳躍式的，而非連續的，故其發生只有概率大小，而非客觀確定。?疊加則是指量子世界是“復數”的，在我們選擇之前的選項是無限且富有變化的。同時，每次選擇又為下一次選擇提供了無窮多的選項。?量子觀測的內涵是指其呈現狀態取決于觀測者自身，即所謂的不確定定理。

第二，該技術的兼容適配性較強，可與其他學科和技術的應用有機結合。首先，就本質而言，量子科技本身就是學科間相互交融的產物，故其具有很強的通用和適配性。其次，在科研層面上，量子科技亦是如此，它可能與化工、能源、材料、生物制藥、腦科學、人工智能等諸多學科領域相結合，打破目前相關學科發展過程中所遇到的諸多壁壘，進而變成推動未來科技創新的強大動力。再次，在具體的落地應用上，量子業已被成熟運用到新藥開發、破解加密算法等領域。目前，受限于經典計算機的算力，醫藥等領域的新品性狀測試依然需要通過反復試驗才能夠獲得，費時費力。而量子信息技術擅長模擬分子特性，故其有望通過計算機數字形式直接幫助人類獲得大型分子性狀，極大縮短理論驗證時間。

總之，量子科技之于智能革命具有雙重含義。首先，量子科技是助推智能革命的重要引擎。從技術上說，現階段的智能科學還只是弱人工智能，未來智能社會需要的智能是更高層次的人工智能，也就是所謂的強人工智能。而要突破目前弱人工智能的現狀，實現向強人工智能的轉變，關鍵條件之一就是要實現算力的躍升。但由于摩爾定律的存在，經典信息技術的發展已遇到瓶頸。在此背景下，基于量子自身特性發展的量子科技是一個重要的突破口，能夠在減少能耗的基礎上，賦予智能技術發展急需的爆炸式算力，繼而推動整個智能社會的形成。其次，量子科技還促進了認知變革。一方面，傳統科學的物理認知基礎為宏觀世界，而量子科學則截然相反，主要研究微觀物質世界中的粒子運動規律。其認知基礎為微觀世界，這無疑是重要的進步。另一方面，相較于傳統科學的確定性特征，量子自身的概率性、不確定性等為人類認知世界打開了又一扇大門。

二、量子科技的領域性介入：軍事變革及其對國際安全的影響

當前，量子信息技術對于國際政治博弈最直接的影響在于軍事領域。這是由于在當前大國博弈的大背景下，技術博弈已經成為國際政治博弈中最重要的方式。而技術的最直接用途就是保障自身的軍事安全，量子信息技術尤為如此。這一技術的最大特點在于其能掀起軍事領域的巨大變革，進而給國際安全領域帶來新的秩序變革。換言之，該技術會加劇現今世界各國的安全困境。?特別是對于其他國家而言，一方面，量子信息技術驅動的智能軍事變革會使其與大國間的軍事智能鴻溝越拉越大;另一方面，大國在第二次量子革命中的領先地位又使其面臨惡化的生存情況，國家安全戰略的首要問題會變成生存與安全問題。?要理解這一點，我們必須從量子科技在軍事領域的介入著手，從其在軍事裝備領域的應用、促成的戰場形態變革以及引發的戰爭理念變化三方面描述該技術將會引發的巨大軍事變革。

（一）量子科技在軍事裝備領域的介入

目前的量子信息技術主要通過技術融合的方式介入軍事裝備領域的升級，主要包括三方面的技術協同。

第一，軍事大數據與量子技術之間的相互融合與協同。在具體實踐中，軍事大數據是對抗環境下的數據，所以其數據質量差，價值密度低，通常具有不確定性、不完全性和虛假欺騙性。此外，軍事行動的特點是“人在回路中”，即人的活動很難用大數據經典方法學習、預測。這就使得軍事大數據在應對小樣本數據學習、不完全及不確定信息下的博弈、復雜環境下的場景建模與理解等問題方面，要比普通意義上的大數據應用更加困難。而量子信息技術卻能解決這一難題。憑借著量子傳感、量子定位、量子通信和量子計算技術，戰場數據的收集會更加精確、可靠和及時，自動化作戰系統對于即時場景數據的處理和應對效率亦將會獲得很大提升。

第二，軍事人工智能技術與量子科技的融合。2021年5月21日，俄羅斯國防部長紹伊古在俄羅斯紅星電視臺播出的一檔節目中表示，俄羅斯已經開始批量生產能夠獨立作戰的人工智能機器人。?可以想象的是，這只是一個開始，軍事人工智能技術將會在未來大行其道，但此類軍事應用主要有三重風險。第一重風險是人工智能武器不能及時自主處理戰場上的突發情況。目前的人工智能多為弱人工智能，在解決可編程范圍外的戰爭問題時，往往欠缺人類在戰場中應有的理性判斷評估、分析決策、隨機應變和分辨道德的能力。第二重風險則是安全方面的風險。在軍事對抗環境下，運用人工智能技術的作戰系統或武器裝備一旦被敵人利用惡意代碼植入病毒、篡改指令等方式攻擊后，將極易導致失利甚至災難性后果。第三重風險為法律風險。比如，戰場機器人可能因無法區分軍人與平民而造成濫殺無辜，進而對區別性原則構成挑戰。?而這三重風險在量子技術的賦能后，可以得到很好的解決。比如，目前人工智能裝備欠缺及時處理編程范圍之外的戰爭問題的能力，其根本原因在于現有經典計算機缺少巨量復雜數據的儲存和處理能力，故其對戰爭情況的模擬不夠充分。但量子計算則可以賦予智能系統巨大的算力和數據儲存能力。至于安全和法律風險，量子加密技術和定位技術亦能予以解決。

第三，空間技術與量子技術的相互交叉。在空間技術中，航天遙感技術又是發展的重點。這是因為該技術的優點在于其偵察范圍廣、并且不受地理條件限制，不僅發現目標快，而且能同時獲取采用其他途徑難以得到的軍事情報。然而，這類技術卻存在兩個致命缺陷。一是現有的偽裝技術，無論是隱藏戰場上坦克或士兵的簡單煙幕彈，還是隱形戰機或隱形軍艦上的高科技雷達吸收材料，都可能對衛星偵查的結果造成不小的干擾并形成較大偏差。二是隨著空間技術的發展，衛星在傳輸信息時極易受到外部其他武器的干擾或攻擊，進而導致偵查信息在返回地面系統時出現失真等現象。而量子技術就可以解決這一問題。在量子密鑰分發技術的推動下，天基量子傳感器無疑將顛覆現有的衛星傳感模式，成為未來戰場中情報、監視、偵查架構中的關鍵部分。

由于量子科技的賦能，困擾軍事人工智能的算力和裝備小型化的問題將得以解決。在未來戰場中，無人機器人、作戰機器人等自主智能武器的運用也會變成戰爭的常規模式。為了充分發揮智能作戰系統能力，集中編配自主智能機器可能更符合作戰需求，即以智能化無人系統為主體或核心的部隊很可能最終會成為專業化部隊。此外，戰斗人員與智能武器系統之間的比例將出現歷史性逆轉。與此同時，在未來，為了充分發揮智能武器的裝備優勢，軍隊很可能主動打破現有制度機制，并圍繞充分發揮智能化武器優勢這一目的，構建出一套新的軍事制度機制。

（二）量子信息技術與戰場形態的變革

科技的進步和武器裝備的更新升級是推動戰爭形態發生轉變的重要原因。量子信息技術亦不例外。其在軍事領域的大規模應用勢必極大重塑未來的戰場形態。

第一，此輪軍事技術的重大進步將極大地開拓戰爭的疆界，促使未來戰爭的戰場由物理域拓展至認知域，進而呈現全域特征。正如美國“星球大戰”計劃的倡導者格雷厄姆（Daniel O.?Graham）在《高邊疆——新的國家戰略》中所言，“在整個人類歷史上，凡是能夠最有效地從人類活動的一個領域邁向另一個領域的國家，都取得了巨大的戰略優勢”。量子技術的發展亦不例外。簡言之，人類進行戰爭的空間將因量子技術進一步擴展，從陸地、海洋、天空等傳統物質空間向虛擬空間、網絡空間、生物空間等微觀空間乃至認知領域演進。未來戰場將沒有傳統戰爭中前方、后方的概念，其空間將會呈現全域、全范圍的特征。

第二，量子信息技術將重塑戰場對抗的內涵和外延。如果說信息戰是基于信息的武器平臺對抗，那么智能戰就是聯合作戰體系之間的對抗。得益于量子信息技術的應用，聯合作戰體系的搭建將成為可能，而擁有體系優勢的一方也將在對抗中占據優勢。此外，未來戰場的對抗還將呈現綜合性的特征，即未來戰場對抗會是混合戰爭力量在全域中的總體對抗，它將既是政治目的支配下的軍事對抗，也是經濟、文化領域支撐下的綜合國力對抗，同時還是科技手段支撐下的戰略互聯網、戰爭潛力網與戰場軍事網的綜合性對抗。

（三）量子信息技術與戰爭理念的發展

如果說信息技術開啟了第三次工業革命的大門，推動了現代軍隊從機械化邁向信息化的軍事革命，使戰爭形態和樣式由機械化向信息化演變，那么量子技術的意義在于該技術很可能引起戰爭基因的突變，深刻改變未來戰爭的取勝之鑰，促進戰爭形態由信息化向智能化轉變。如果依據人類智能劃分，未來的作戰樣式可分為兩部分，其一是傳統軍事策略的延續，即人類自古以來戰爭智慧的結晶;其二是量子科技驅動的智能技術，即人類智能在技術層面的延伸。

第一，今后戰場的作戰樣式將發生重大改變。首先，堅持以人為主導的人、機協同作戰將成為主流。未來戰場將是一個復雜系統，即一個既包含人類群體又涵蓋智能量子機器集群的大系統。在這個系統中，人、機之間進行的將不僅是簡單的個體交互，還包括了人、機協同的群體智慧決策。而要以人為主體，則是因為決定戰爭成敗的關鍵因素仍掌握在人手中，像無人機蜂群這樣的智能無人機器只具有工具價值。因此，未來以人為主導的人、機協同作戰會是作戰樣式的最優解。其次，通過降階打擊來實現全域控制將是未來戰爭的常用作戰樣式。此處的降階打擊，指的是依托量子軍事計算、量子軍事雷達等關鍵性武器裝備的高階優勢，采用相應的戰術戰略，從一個高階的角度打擊敵方的低階武器裝備或軍事力量體系，進而在戰爭中獲得顛覆性和非對稱性的勝利。全域控制則要從未來戰爭的全域性來予以理解。在量子技術推動下，未來戰場將不再局限于海、陸、空三個領域，而是一個包括網絡、生物、智能和納米等領域在內的全域空間。要想在這一戰場取勝，完成對戰場全域的控制才能確保獲得戰爭勝利的天平徹底倒向自己。其關鍵又在利用技術的位階優勢，即先利用高階技術搶占某一時、某一階的位階優勢，再將位階優勢轉化為域位控制，積局域控制為全域控制，以實現作戰勝利。再次，以戰爭算法為依托，作戰云腦為核心的智能數據作戰將是未來戰場的新特征。隨著量子科技與人工智能技術的結合，戰場模擬仿真開始進入算法時代。簡單來說，戰爭算法就是一種利用算法完整描述戰場問題并進行模擬的手段。就具體實踐而言，戰爭算法可以大幅減少戰爭期間觀察、判斷的時間，大幅提高數據的挖掘和利用效率，減少戰場態勢感知的不確定性。如果說戰爭算法主要用于模擬戰場的話，那么作戰云腦則主要負責形成智能化的戰場決策，即作為未來戰爭智能指揮系統的核心而存在。?未來在量子科技的賦能下，作戰云腦可通過圖像和語音識別、自然語言處理等手段進行先期的戰場情報預處理，再通過知識圖譜和人工介入的手段，實現軍事情報的智能分析，最后再通過人機交互協同，實現快速且智能的戰場決策。

第二，未來戰爭的作戰思維也將智能化轉變。當前軍事領域的變革業已引發未來作戰樣式的智能化嬗變，而作戰思維又與之密切相關，所以未來戰爭中的智能思維在作戰中將至關重要，并將驅動軍事理論的創新。首先，此處的智能思維，指的是一種基于對智能化技術進行科學認知的思維模式。但值得注意的是，此時的智能化技術得到了進一步的發展。這里的智能概念已不是目前的弱智能，而是一個包含仿生智能、機器智能、群體智能、人機混合智能等在內的多類型智能體集合。因此，此處的智能概念從內涵到外延都被賦予了全新的價值和意義。而智能思維正是對這些新價值和意義的認識，是一種適應科技進步與時代發展的重要思維模式。而任何創新都必須符合時代的大背景，具體到作戰理論中亦是如此。其次，智能思維的內涵包括了“以智取勝”的制勝機理。以智取勝，也就是智能制勝，主要有雙重含義。一是依靠武器裝備的智能化獲勝，就是以智能化作戰為重點，憑借智能化武器系統打造一個特有的智能化作戰模式。二是依靠“智”在認知戰場獲勝。由于量子科技的發展，未來戰爭和戰場將會進一步拓寬，認知戰場也將涵蓋其中。在未來戰爭中，戰場對抗將轉向心理、認知和智慧層面的對抗，故以“智”制服又是關鍵，即要針對瓦解心理、擾亂思維、癱瘓意志的軟殺傷特性，進行以制智為目標的智能認知對抗。

三、系統性影響：科技軍備競賽與全球政治秩序嬗變

如愛德華·卡爾（Edward?H.?Carr）所言，軍事力量具有重大的意義，主因是國際關系中實現或獲得權力的最終手段是戰爭。國家的每個行為都是為了戰爭，戰爭也是作為最后手段使用的武器。?因此，深度介入軍事領域的量子信息技術勢必帶來新一輪的軍備競賽。由于這場軍事競賽是圍繞爭奪智能時代軍事制高點進行的，所以其本身就具有重大的國際政治權勢效應。

對于美國而言，為了維持其世界霸主地位需要持續加大量子技術方面的科研軍事投入，全方面推動智能時代的軍事變革，鞏固自身優勢，確保在量子科技領域的領先地位，為自身領導的世界秩序提供安全保障。對于中、德、法、英、日、俄而言，大力發展量子技術的意義在于縮小與美國之間的差距，以使自身在智能時代的全球政治格局中依舊占據一席之地。對于后發國家而言，量子科技的重要性在于可借此適應國際政治的叢林法則，盡快實現軍事力量的智能化轉型，縮小與領先國家之間的代差，以避免陷入被威脅的境地。

（一）新一輪量子軍備競賽已經開啟

就各自的量子信息技術發展戰略而言，美國、歐盟、英國和日本有著各自的特點。作為最早將量子信息技術列入國家戰略、國防和安全研發計劃的國家，美國主要通過立法來保障量子科技的發展。尤其是近三年來，美國不斷推出有關量子信息技術發展的法案。歐盟的戰略重心則在于關注量子信息技術對國家安全、經濟發展等方面的影響。2018年10月，歐盟理事會正式啟動量子技術旗艦計劃，主要開展量子信息技術方面的研究，旨在為歐洲建設一個量子網絡，用于連接量子計算機、模擬器與傳感器。?英國則不同，主要重視量子科技的基礎科學研究，同時基礎研究和商業研究并重。在《國家量子技術戰略》（National Strategy for Quantum Technologies）和《英國量子技術路線圖》（A Roadmap for Quantum Technologies in the UK）中，英國提出要逐步將量子系統組件、量子通信、量子傳感器、量子原子鐘、量子增強影像等一大批量子信息技術實現商業化應用，并在20年內實現量子計算商業化的目標。?日本則是根據自己的長處，將目標鎖定在量子信息處理（量子模擬、量子計算機等）、量子測量和傳感器、下一代激光技術三個方向，有的放矢地發展量子技術，以便利用其解決重要經濟和社會問題。

值得注意的是，美國、歐盟、英國和日本都側重于發展量子計算技術。具體而言，在量子計算領域，歐盟、日本的3年或5年短期目標關注于提升量子比特的容錯性以及開發數十位量子比特的處理器，中期目標是開發量子計算機原型;美國、歐盟、英國、日本的10年或更長期目標均是制造出實際可用的量子計算機，并開展應用驗證及云計算服務等。尤其是自2020年以來，美國和歐盟日益注重量子互聯網相關的規劃。例如，歐盟在《量子旗艦計劃》（European Quantum Flagship）下設立量子互聯網聯盟（QIA）項目，計劃在荷蘭建立首個四節點量子信息實驗網（Four-party?Experimental Quantum?Network）。?2020年7月，美國能源部又公布了一份關于量子互聯網發展戰略藍圖的報告，對量子互聯網發展進行了規劃。?同年10月，美國國會提出《量子網絡基礎設施法案》（Quantum Network Infrastructure Act），推進量子網絡基礎設施建設并加速量子技術實施應用。

（二）全球量子科技的競爭格局已初步形成

從美國、歐盟、英國、日本等國家或地區的戰略布局看，量子信息技術的地位正不斷上升，這反映出世界各國和地區愈加重視量子技術對于國家或地區戰略利益和戰略安全的影響。因此，傳統強國和處于地緣熱點的國家或地區掀起了一場以爭奪“量子霸權”為目標、大力發展量子信息技術為重點的量子軍備競賽，而這也導致新的國際秩序變化的產生。具體而言，一部分國家由于科技基礎雄厚等原因，已經在量子科技領域取得了一系列突破，量子信息技術發展不平衡的現象也開始出現。從量子信息技術的基礎理論研究、實踐應用的先進性、自主研發的能力以及國家的科研基礎等方面綜合考察，全球量子科技的競爭格局業已初步形成。

第一，美國處于全球領先地位。就總體而言，美國涉及的量子科技領域最全面，綜合實力也最強。尤其在量子計算機領域，美國持續加大投入，目前已初步形成了政府、科研機構、產業和投資力量多方協同的科技創新體制，并建立了在技術研究、樣機研制和應用探索等方面的全面領先態勢。首先，就量子計算機領域的專利和論文發表情況而言，美國占據絕對優勢。根據相關統計，在全球量子計算技術發明專利前20位的企業中，美國企業占比接近50%，遠超第二名日本。?在論文發表方面，據中國信息通信研究院2020年10月統計，美國科研機構和相關企業的論文數量超過8 000篇，位列第一，中國緊隨其后超過4?000篇。?其次，谷歌、微軟、IBM等美國最具代表性的科技巨頭也積極加入量子計算機技術的研發和應用實踐中，并取得了一系列巨大的進展和突破。特別是谷歌和IBM，這兩家公司在全球量子計算領域中處于領先地位，其中谷歌的主要優勢在于量子機器學習算法和率先實現“量子霸權”。IBM在上下游、軟硬件、技術積累和投資額度上都十分突出，在量子云計算和量子計算機的硬件研發和應用上一直處于世界領先。與此同時，美國科技巨頭還自發成立了產業聯盟，以進一步推動量子技術的發展。如IBM發起成立量子計算聯盟（Q Network）推進行業合作，其特點是除用戶和科研機構外，主要成員為軟件公司，基本不與硬件公司合作。而微軟則截然相反，成立“微軟量子網絡”（Microsoft Quantum Network）和“西北量子聯盟”（Northwest Quantum Nexus）的主要目的就是為了彌補缺乏自主量子計算硬件的劣勢，其聯盟中包含了數家量子硬件公司，比如離子Q（IonQ）、霍尼韋爾（Honeywell）等。再次，初創企業也是美國量子信息技術產業發展中不可或缺的力量。當前美國的初創量子科技企業共有數十家，涵蓋了軟硬件、基礎配套及上層應用各個環節。比如雷杰蒂（Rigetti）擁有美國唯一專門的量子硬件快速原型設計廠，提供自由試驗和快速迭代;離子Q在離子阱方向具有領先地位（另一領先者為高達64量子體積?的霍尼韋爾），而離子阱技術路徑相比超導可能更具長遠的未來前景（讀、寫效率高、相干?時間長、所需溫度環境更寬容）;量子回路公司（Quantum Circuits）的競爭優勢是其模塊化量子計算機將集成量子糾錯算法，提高硬件效率降低冗余度，同時降低了單個芯片的成本。尤其值得注意的是，在這些初創企業的背后，或多或少都有諸如洛克希德·馬丁、雷神、波音等軍火公司的影子。

第二，中國也是目前唯一在量子信息科技可與美國相抗衡的國家，但相比美國，中國的優勢主要集中在量子通信領域。在該領域，中國已經走在了世界最前沿。無論是論文、專利還是建設的相關項目，都是其他國家不可比擬的。就科研而言，中國已經形成了潘建偉、郭光燦等高水平創新團隊。就相關企業而言，也涌現出一批掌握領先技術的高科技公司，如2020年7月在科創板上市的科大國盾量子技術股份有限公司等。就具體實踐而言，中國發射了全球第一顆量子科學實驗衛星墨子號，并研制了全球首個可移動量子衛星地面站與其成功對接，中國由此完成了星、地一體的網絡構建。

值得一提的是，中國還獨創了一個新產業——量子保密通信，并實現了相關核心部件的自主供給，其中多項核心技術研究也領先全球。2017年9月，中國開通了全球第一條量子保密通信干線。而在2020年9月，由清華大學教授龍桂魯團隊研發的國際上第一臺具有實用價值的量子通信樣機也正式面世。與樣機配套的還有量子保密數據鏈通信終端、量子保密數據鏈存儲終端、量子多網會議系統等產品。與此同時，量子保密通信骨干網絡也正處于建設過程中。2021年1月，潘建偉團隊及其合作者又在量子通信方面首次展現了一個完整的天、地一體化量子通信網絡，其綜合通信鏈路距離長達4 600公里。

第三，英、德、日、法、加、意六國在第二次量子革命的浪潮中，主要憑借其在某一具體細分領域中的技術領先優勢，在量子信息技術的發展中占據了一席之地。首先，英國在量子機器學習領域居于全球領先地位。其中代表性企業有河道（Riverlane）、拉赫科（Rahko）、計提恩（GTN）等。拉赫科是世界最先進的量子機器學習公司之一，計提恩則主要利用量子機器學習技術改變藥物研發。德國在基礎理論和科研層面處于世界頂尖水平，比如弗勞恩霍夫應用光學和精密機械研究所（Fraunhofer IOF）就宣告他們在量子通信和顯微鏡領域取得了領先成就。?日本的優勢則在于其雄厚的半導體基礎和材料科研基礎，故在量子計算機、量子互聯網等領域頗具優勢。此外，2020年的4月13日，日本相關企業和研究所組建了名為量子實踐應用研究聯盟（QPARC）的攻關項目，其中發揮主導作用的是庫納薩艾斯公司（QunaSys）。它們打算將日本的材料優勢與量子科技相結合，創造革新性材料并縮短開發周期，另辟蹊徑趕超其他國家。?其次，在法、加、意三國中，加拿大的實力最為雄厚，尤其在量子計算機、量子互聯網領域，其水平世界領先。在量子計算機領域，加拿大最知名的公司是迪瓦烏（D-Wave）。目前為止，該公司是世界上最成功的商業量子計算企業。而在量子互聯網領域，上都公司（Xanadu）更是頗具盛名，目前正與加拿大初創企業孵化器及創造性破壞實驗室合作創建加拿大第一個量子網絡（CQN）。?法國的量子信息技術發展雖談不上迅猛，但也取得了諸多成果。比如，法國索邦大學（Sorbonne University）聯合歐洲其他7個大學組成的量子研究團隊用一組僅2.5厘米長的銫原子陣列，使量子存儲器的存儲和檢索效率達到創紀錄水平，向未來建立跨越洲際的大規模量子通信網絡邁出關鍵一步。?意大利則是在光纖量子通信干線建設方面處于世界前列地位。目前，該國已經啟動了總長約1?700公里的連接弗雷瑞斯（Frejus）和馬泰拉（Matera）的量子通信骨干網建設計劃。

因此，雖然目前量子信息技術領域的發展還有很大的空間，但世界量子信息技術的發展格局已初步形成，各國之間的量子技術鴻溝也已凸顯。正如杰弗里·赫雷拉（Geoffrey Herrera）所言，技術進步不僅影響著國內變革，而且也是影響國際體系的重要因素。

（三）國際政治秩序的重新調整

量子技術鴻溝勢必也會影響國際政治秩序的重塑。此次國際政治秩序的重新調整，主要包括兩方面內容。

第一，量子信息技術發展的不平衡必然導致國際戰略實力對比的不平衡，進而引發不同國家政治博弈優劣勢的變換。一般而言，技術變革總是與國際格局變化同步發生，此次亦不例外。倘若某一國家在量子信息技術上取得重大突破，并將其運用于武器裝備、軍事理念、軍事編制等變革中，就能使其成為真正意義上的超級軍事強國。而軍事實力的提升又會為其提供重要的物質技術支撐，國際政治的地位也將因此急劇上升，進而在相關博弈中占據優勢乃至主導地位。值得注意的是，此次技術發展的不平衡會使大國與其他國家的智能鴻溝更趨擴大，民粹和宗教極端主義或將進一步抬頭，甚至可能衍生一種新的仇恨型恐怖主義，而這種恐怖主義的直接原因就在于國際戰略對比的嚴重失調及相關國家自身智能化進程的滯后。

第二，尤其重要的是量子信息技術在軍事領域的介入或加速世界政治秩序的變革，但整個世界和平也將面臨巨大考驗。當前，美國主導的政治秩序正面臨著巨大的危機。一方面，美國“一家獨大”的全球治理體系更加撕裂甚至走向崩潰;另一方面，后疫情時代全球治理體系失靈，加上單邊主義、民族主義、民粹主義、極端主義和貿易保護主義等日漸盛行，地緣政治摩擦與矛盾可能會越來越多。正因為如此，科技力量很可能會成為美國維護世界霸權的重要手段。而如今在量子信息技術領域，美國仍處于領跑地位。若美國的量子科技不受其他外部權力的約束，將能夠在國際博弈中實現降階打擊，世界局勢也會隨之動蕩不安。在此背景下，作為量子科技的領先國家，也是唯一可以在量子科技領域與美國較量的國家，中國既有能力也有義務平衡全球量子科技的力量，避免出現美國量子信息技術一家獨大引發新的軍備競賽和安全危機，以便使量子科技這一新技術應用于更廣泛的領域，進而給人類社會帶來更深層的變革。

四、中美戰略競爭與全球治理的未來格局

當前，第二次量子革命和產業變革正與中美新一輪博弈交織發展。因此，作為這輪變革中最具代表性的技術之一，量子信息技術不僅將給中美博弈帶來深遠變革，還將以此對全球秩序的穩定帶來新的挑戰。

目前，在中美科技博弈層面，美國在5G、半導體和人工智能領域已初步形成了體系化、結構化、精細化的戰略框架。但在量子信息技術層面，美國的戰略雖已在多個法案中有所提及，卻尚未有具體的措施落實?？梢钥隙ǖ氖?，量子信息技術會是中美科技博弈的另一個前沿領域。其原因主要基于兩個層次：一是就現實政治因素而言，美國在科技領域遏制中國的發展業已成為美國精英階層的共識;二是就全球的技術演進邏輯而言，量子信息技術會是未來競爭的關鍵所在。作為引領下一個時代的技術，誰能掌握量子信息技術的控制權，誰就可以在競爭中取得優勢。但相比其他領域，量子信息技術的競爭會是一場持久戰。這一方面是因為兩國在此領域各有優勢且差距不大，另一方面在于量子信息領域的突破性技術誕生及應用仍需時間，并且存在著很大的不確定性。

（一）量子信息技術亟須納入全球治理范疇

在全球治理層面，作為一種新型技術，目前的全球治理框架并不能很好地解決該類技術的治理問題。量子信息技術亟須納入全球治理的范疇，原因主要有三個方面。

第一，量子信息技術既是一項顛覆性的技術，更是一項“大科學”。之所以認為該技術極具顛覆性，一方面在于其原理的顛覆性，另一方面在于其應用在各個不同的領域都能帶來顛覆性影響。大科學則是指該技術是一項全人類的技術，也是人類邁入智能社會的關鍵之所在。與此同時，當今量子信息技術發展都是以各自為戰的方式進行的，某些國家因此將量子信息技術當作一項獨有技術，并將該技術僅用于軍事目的，以獲得在國際政治博弈中的優勢地位，那無疑是對量子信息技術的誤解和錯用。換言之，作為第二次量子革命的重要驅動力，量子信息技術應以全人類的福祉為目標，全方位、多層次推動人類走向智能社會。

第二，量子信息技術的應用會讓世界不平衡現象加劇，全球治理將面臨巨大危機。在可以預見的未來，地緣政治競爭將越來越多地由經濟和技術力量定義。有能力在量子信息技術中設定規則和標準的國家將會在全球范圍內加強和傳播其政治、經濟和社會價值。另外，為了應對競爭者的進步，一些國家可能會通過限制性移民政策和出口政策來阻止量子信息技術的擴散，從而保持其技術優勢。這無疑會使強者更強、弱者愈弱的現象成為常態，由此帶來的“科技保護主義”“科技民族主義”將成為全球化的最大挑戰與阻力，整個世界也會隨之進一步分裂，逆全球化和民粹主義浪潮將會進一步興起，全球治理體系將因此受到巨大沖擊。

第三，量子信息技術的發展還將導致風險管控問題的產生。新興科技的發展在給予人類社會以巨大推動的同時，也會帶來一些風險。但量子信息技術帶來的風險在于其雙重性，一方面量子信息技術本身就會帶來巨大的風險，另一方面量子信息技術與人工智能技術的結合會導致新風險的產生。當今人工智能仍屬于弱人工智能，但若獲得量子信息技術賦予的巨大算力，人工智能可能會邁向類腦智能，甚至更高級別的超人工智能。隨之而來的就會是人工智能的行為規制和失控問題，而這一問題無疑需要全球范圍內各國的深度合作和參與。

（二）中國與量子信息技術全球治理

對于中國而言，深度參與量子信息技術的全球合作與治理，既是時代的需求，也是實現中華民族偉大復興的必由之路。

第一，中國作為量子信息技術領域的領先國家，既有能力也有必要深度參與量子信息技術的全球合作與治理。由于此前中國的科研實力相對較弱，所以在前三次工業革命中都未能起到引領作用或深度參與其中。但如今中國在量子信息技術發展中處于全球領先地位，因而第二次量子革命是中國幾百年來第一次有能力、有基礎全面介入和參與的一次技術革命。至于必要性，主要在于量子信息技術與人類的命運息息相關。全世界的量子信息技術發展需要所有國家和研究人員的共同努力。這種努力不僅包括技術的研發和測試，更包括了量子信息技術標準制定等一系列內容。中國作為在量子信息技術發展方面位居世界前列的國家，為全球量子信息技術的合作與治理貢獻自己的力量是責無旁貸的。

第二，作為后發國家的代表，中國有責任代表廣大發展中國家參與到量子信息技術的全球合作與治理中去。全球科技治理很長一段時間由西方發達國家主導，后發國家則一直處于弱勢地位。如今以量子信息技術為主要驅動力的新科技革命方興未艾，為后發國家實現跨越式發展提供了更多機遇。作為新興經濟體和世界最大的發展中國家，中國完全可以做出榜樣，順應時代潮流，展現大國擔當，承擔全球科技治理責任。因此，中國必須深度參與量子信息技術的合作與治理，加強與各方協調，推動量子信息技術的合作發展與風險管控，更好地反映發展中國家在全球前沿科技治理中的重要作用，更加平衡地反映發展中國家和發達國家的訴求。

第三，中國自身和世界的發展也要求中國深度參與全球量子科技治理。這不僅是因為發展科學技術必須具有全球視野，還在于自主創新是開放環境下的創新。以量子信息技術為首的顛覆性技術是中華民族在偉大復興進程中的一次重大機遇。深度參與和自主創新并不矛盾。一方面，以量子信息技術為主要推動力量的第四次技術革命將使全球命運變得更加緊密;另一方面，中國的自主創新不能閉門造車，任何一個國家都不可能僅憑一己之力解決所有的創新難題。?除此之外，中國參與全球量子科技治理，還可阻止美國從現實發展和規則制定等層面上獲得量子科技霸權，進而使量子科技引發的軍備競賽處于可控狀態，世界和平也能夠得到有效保障。

（三）量子信息技術全球治理的中國方案

第一，中國應利用自身在量子信息技術中的影響力，主動推動現有全球科技治理體系改革。全球科技治理體系因長期由西方國家主導，新興國家和發展中國家的利益未得到充分保障，其代表性、包容性與民主性不足。量子信息技術也因其技術的復雜性和顛覆性，讓本就問題重重的全球科技治理與合作體系更加脆弱。因此，中國可從兩個方向深度參與全球量子信息技術合作與治理。首先，中國應針對現有全球科技平臺在量子信息技術治理中的盲區，積極參與建設有關量子信息技術合作與治理的新規則。比如在量子加密通信等優勢領域，中國要在具體技術標準和行業規則上發揮權威性作用。在未來發展還存在很大不確定性的量子信息技術等領域，中國也應積極參與學術界、產業界以及政策界的國際交流，主動提出建設性意見。其次，中國要突出關注現有全球科技治理體系應對量子信息技術的乏力之處，改革和完善現有全球量子信息技術合作與治理的不足之處。為此，中國應基于現有的“一帶一路”建設渠道或區域性協定，與其他國家就量子信息技術的合作及治理創建一系列機制和規則，進而為全球范圍內的量子信息技術治理提供急需的公共產品，以彌補現有全球科技治理網絡和體系的不足。

第二，中國需要提升量子科技領域國際合作的層次和水平，探索并構建與發達國家之間的互信機制。一些西方國家擔心中國推動量子技術主要是為了服務于軍事目的，并將其轉化為地緣政治優勢。但事實上，無論從政治傳統還是自身實力出發，中國都不會成為如同美國那樣的霸權國家。對于量子科技，中國是從全球視野出發，以該技術的具體應用為突破口，來推動人類文明的進步。因此，中國并不主張量子科技的軍事化和軍備競賽，鼓勵并希望加強量子科技方面國際社會的多方合作。另外，以美國為代表的西方國家國內也都存在相對理性的政治力量，如果我們能夠在量子科技方面與各國密切合作，無疑將極大增強中國與發達國家間的技術互信，進而對今后國際社會管理沖突以及推動更深層次的全球科技合作具有重要意義。

第三，中國應主動建設量子科技全球合作與治理機構。當前有關量子信息技術的全球專業化學術組織尚較稀少，更遑論有關量子科技的全球性治理組織與機構。在具體實踐中，中國應充分發揮國際知名量子科學領域專家的影響力。此外，中國還應加強量子信息技術方面的宣傳工作。具體而言，中國除了要對在量子信息技術領域取得的重大成果和創新經驗予以充分宣傳之外，還要注重在國際社會宣傳中國在量子信息技術方面的成功發展經驗，以助力新興國家以及廣大發展中國家跟上量子時代的步伐。

第四，中國需深化國內科技體制改革，并加強量子科技相關基礎學科和課程體系建設，加大量子科技人才的培養力度。相較于美國通過科技公司為主渠道發展量子科技的模式，中國的量子科技研發主要依靠新型舉國體制，依托相關高校和科研機構，未能充分挖掘企業在此領域的創新性和活力。?此外，中國目前的量子科技應用性還不強，商業落地還有待推進。同時，量子科技相關學科的培育和人才培養也是為了加速量子科技產業化的進程。中國雖然有很豐富的量子科學領域的頂尖科學家和青年才俊力量，但由于量子科技屬于基礎學科的前沿技術，研究的準入門檻較高、進展難度大，因此中國從事相關研究的專業科研人數仍較少，這一狀況需要改變。與此同時，中國還應培養量子科技治理人才，鼓勵復合型人才積極、主動參與全球量子科技治理體系建設的交流與合作。

結束語

量子信息技術是一種顛覆性的技術，其在軍事領域的大范圍應用勢必引發一場前所未有的國際政治秩序變革。世界各國為了在國際政治博弈中占據優勢，開啟了新一輪的量子軍備競賽。然而，事實上的量子技術鴻溝已經形成。在此背景下，為了避免量子科技可能引發的新型軍備競賽和過度軍事化，筆者提出中國要深度參與量子科技的全球治理與合作。這既是規制量子科技向民用領域發展以及普惠全人類的現實需要，也是為了平衡美國量子科技實力、避免其將該技術過度軍事化，導致新的國際安全困境的必然選擇。然而由于篇幅所限，筆者并未能對該想法的具體內涵和外延、實踐路徑等進行詳細論述，這有待下一步的研究和闡釋。

此外，后發國家能否進行科技創新是個飽受爭議的問題，中國在量子信息技術發展上的優異表現無疑很好地回答了這個問題。中國科技奇跡的出現與自身科技創新體制密不可分。同樣因篇幅所限，這一部分無法在本文展開。但是相較于西方國家依托科技巨頭形成產業聯盟的科技創新模式，顯然中國憑借新型舉國體制，依托重要科研機構進行科技創新的方式是發展中國家的重要模板。而這也是筆者提出中國應深度參與量子科技全球治理的核心出發點，即中國要貢獻自身量子信息技術的發展經驗與智慧結晶，提出中國方案，以促使量子信息技術發展的成果惠及新興國家和廣大發展中國家。

[責任編輯：孫震海]