量子技術國際標準化發展研究與啟示

關鍵詞：量子技術，國際標準化，標準規劃

0 引言

國際標準化組織非常重視標準規劃工作，較早開始了標準規劃工作，并制定了相應的規則，鼓勵各國家成員體積極參與新技術跟蹤研究、技術趨勢研判、標準化需求分析，提出新工作項目、新領域建議等。21世紀以來，信息技術快速發展，新技術層出不窮，迭代步伐加快，我國在ISO/IEC JTC 1（信息技術聯合技術委員會）較早參與了大數據、傳感網、云計算、物聯網、智慧城市、人工智能、量子信息技術、腦機接口等方面的標準規劃工作，推動成立工作組、提出國際標準項目，推動建立工作組等，在IEC SMB系統標準化工作中積極參與了智能制造、智慧城市、通信系統架構、積極輔助生活等領域的系統標準化工作。本文將針對上述國際標準組織的標準規劃機制進行梳理總結，以量子技術國際標準化歷程為實例，提出在新興、前沿領域國際標準化工作中可參考的方法、規則以及經驗和啟示。

1 JTC 1標準規劃機制

1.1 JTC 1規劃組織的成立和演進

ISO和IEC第一聯合技術委員（ISO/IEC /JTC1，信息技術）較早開始了戰略性的長期業務規劃工作。如圖1所示給出了JTC 1規劃工作演進情況，在1999年JTC 1第13屆全會期間形成了決議，要求JTC 1各成員國積極、盡早提出JTC 1未來戰略方向方面的貢獻，同年成立了戰略規劃特別工作組（SGfor Strategic Planning）負責處理收集到的戰略規劃方面的貢獻物。2001年，JTC 1成立未來特別工作組（SG on JTC 1 Future）負責制定JTC 1長期業務規劃，每年更新信息通信技術未來發展狀況，收集ICT技術標準組織相關信息。2006年JTC 1全會上，JTC 1國家成員體（NB）、下設分技術委員會（SC）、聯絡組織（Liaison Partners）和PAS提供者（PASSubmitter）審閱了“JTC 1作為信息技術領域領先的標準委員會的地位、有效性和效率”的提案，并于2007年JTC 1全會上決定成立JTC 1規劃特別工作組（SG on Planning，SWG-P，后編號為SWG 3）。SWG3主要工作職責包括：

（1）協助JTC 1主席和秘書處制定/修訂JTC 1業務計劃和長期業務計劃；

（2）確定相關技術趨勢，識別出JTC 1面臨的挑戰和機遇；

（3）為JTC 1業務計劃有效執行，以及在新技術領域開展工作提出行動建議。

2016年11月，在挪威召開的JTC 1全會決定成立新興技術和創新的聯合咨詢小組（JAG JETI），JETI的主要工作目標為推動JTC 1為未來新興、創新技術制定標準，工作范圍包括：

（1）評估應對不斷變化的信息通信技術（ICT）業務需求的機會。

（2）評估技術機會，以確定需要立即采取行動的相關標準化問題和優先事項，以及JTC 1日后應該注意的潛在考慮事項。

（3）強調獲取并納入外部利益相關者的意見，例如垂直行業，包括金融服務、醫療保健或其他行業。

（4）通過JTC 1的分技術委員會（SC）和工作組（WG）的業務計劃、模板和/或其他替代信息來源，監測其未來的考慮事項，以便通過適當的協調成功地制定標準和規劃。

（5）向JTC 1提出行動建議。

（6）對JTC 1的規劃程序常設文件SD 4進行審閱，并提出適宜的修訂建議。

2018年11月，JAG JETI轉變為JTC 1新興技術與創新特別工作組。2019年5月，JTC 1全會，重組上述SWG并成立全JTC 1新興技術與創新咨詢小組（JTC1/AG 2）至今，JETI將作為JTC 1技術觀察小組，負責為JTC 1面向未來新興和創新技術的標準化工作尋求機會。AG 2工作職責包括：

（1）對ICT業務需求演進帶來的機會進行評估。

（2）對技術發展進行評估，確定需要開展的標準化工作及其優先級，確定JTC 1應關注的潛在標準化方向。

（3）加強與JTC 1外部特別是垂直行業（如金融服務、醫療保健）的合作，關注其輸入的需求。

（4）通過關注JTC 1下設分技術委員會、工作組、咨詢組的未來工作方向，加強和促進各下設組織的工作協調，更好推動標準研制和規劃。

（5）向JTC 1提出行動建議。

（6）審閱規劃程序常設文件SD 4，適時、酌情提出修訂建議。

J ET I有來自14個國家成員體、2個J TC 1下設SC的128名專家先后參與其中，每月召開一次線上會議針對新興的標準化方向和技術趨勢報告進行討論。

1.2 JETI標準規劃流程

經過多年的運行，JETI形成了較為成熟的標準規劃流程，如圖2所示。

JETI按照規劃流程識別出的2024年15個優先技術如表1所示[1]。

1.3 JETI標準規劃實例

JETI組織編寫人工智能TTR，建議成立人工智能分技術委員會，JTC 1/SC 42（人工智能）于2017年正式成立，并整合了大數據工作組WG 9的相關工作內容。

2017—2018年，JETI組織在數字孿生、自動駕駛汽車、量子計算、開源和腦計算接口（BCI）等多個領域編寫TTR，提出標準化方向建議，推動JTC 1覆蓋更大的標準化領域。在此基礎上，JTC 1于2019年成立了自動駕駛汽車咨詢組AG 6、物聯網分技術委員會數字孿生工作組SC 41/WG 6并修改分技術委員會名稱為“物聯網與數字孿生分技術委員會”。2020年，JTC 1決定成立量子計算工作組，并于2022年將工作組名稱修改為量子信息技術。2021年，JTC 1決定成立腦機接口分技術委員會SC 43。

2019—2021年，JETI組織編寫無人機TTR，并于2021年與ISO TC 20/SC 16一起舉辦了研討會，2022年JTC 1成立無人機系統協調咨詢組AG 19，負責面向多個國際標準組織開展無人機相關標準協調工作。

2022—2023年，J E T I組織編制了智能計算TTR、元宇宙TTR等，相關標準建議已經提交JTC 1全會進行討論、考慮。

2 IEC系統標準化

I EC標準管理局（SMB）在I EC董事會（I ECBoard）授權下開展標準管理相關工作，以確保IEC標準化工作合理、高效開展。15名SMB代表由IEC大會選舉產生，替補代表由其國家成員體（NC）推選，我國是IEC SMB常任國。隨著新興技術的出現、發展，并在電工領域逐步應用，IEC/SMB于2012年成立ahG35（系統活動組）負責針對IEC系統標準化工作開展研究，形成系統標準化概念、工作程序、機構職能等方面的工作報告[2-3]。

2.1 系統標準化組織

IEC系統標準化工作擬分為兩個階段開展，第一階段以標準化評估組SEG為組織形式開展，主要負責明確系統標準化工作的范圍、涉及工作的廣度、深度、識別參與人員等，負責起草系統參考架構、標準化路線圖、標準計劃方案并組織標準化活動，加強技術委員會間的協調，SEG不直接起草標準。第二階段以系統技術委員會SyC的形式開展工作，與技術委員會TC相比，系統技術委員會有更多的聯絡組織，將橫向技術或戰略擴展應用到一個或兩個以上TC或SC，SyC起草的標準出版物為系統參考交付物SRD，主要包括系統參考架構，領域定義、用例等，SRD的內容層次高于產品層次，且不得與TC標準重復。

目前，活動的SEG共有3個，包括：SEG 13極端氣候、環境和災害條件下的電氣設備、JSEG 15元宇宙、SEG 16可持續發展技術標準化。活躍的SyC共有8個，如表2所示。

2.2 量子技術系統標準化過程

IEC MSB市場戰略局于2020年1月啟動《量子信息技術白皮書》的編制，從量子計算、量子通信和量子測量三個方面給出了技術發展現狀、趨勢分析和應用案例，從IEC系統標準化角度分析現有標準化需求，以探索未來在量子技術領域的標準化機會，并于2021年IEC大會正式發布。IEC SMB于2022年2月成立量子技術標準化評估組SEG 14，研究量子技術、市場的發展，梳理量子技術標準化組織的發展和標準化工作成果，從量子技術對電工領域的標準化需求以及IEC對于量子技術的標準化需求兩個方面開展研究，研究形成了量子技術標準化路線圖，并建議成立量子技術聯合技術委員會IEC/ISOJTC 3。SEG 14隨著2024年5月JTC 3第一次全會召開，正式關閉。

3 量子技術國際標準化發展進程

3.1 組織建設

ISO、IEC量子技術國際標準化工作開始于2018年，我國在JTC 1/AG 2 JETI提出開展先進計算標準化研究，并啟動《量子計算T TR》編寫工作，在此后的幾年間，我國先后推動成立研究組、咨詢組開展標準化研究工作，并于2020年6月推動成立工作組JTC 1/WG 14，正式開展量子計算國際標準研制。2020年到2024年間，共有來自24個國家成員體的120多名專家注冊到WG 14。2022年10月，英國國家成員體首次提出成立量子技術JTC（JTC Q），結合IEC SEG 14給出的建議，IEC/SMB和ISO/TMB按照工作程序進行了多輪討論、投票，最終同意成立IEC/ISO JTC 3量子計算聯合技術委員會。ISO、IEC量子技術標準化組織建設時間線如表3所示。

3.2 JTC 3標準化情況

JTC 3工作范圍為：量子信息技術（量子計算和量子模擬）、量子計量、量子源、量子探測器、量子通信和基礎量子技術等國際標準化工作。JTC 3秘書處為英國BSI，主席由韓國專家承擔。有參與成員（P成員）26個、觀察成員（O成員）9個，目前下設項目組1個、戰略咨詢組1個、特設組6個，我國專家擔任了唯一一個項目組召集人以及量子隨機數發生器特設組召集人，如表4所示。C E N/CENELEC JTC 22量子技術和IEEE均提出了建立聯絡關系的申請。

3.3 合作情況

我國在JTC 1主導開展量子信息技術國際標準化工作過程中，與ISO、IEC內部及外部多個組織開展了積極的合作。內部組織包括：ISO/IEC JTC 1/SC 6（系統間遠程通信與信息交換）、ISO/IEC JTC1/SC 38（云計算和分布式平臺）、ISO/IEC JTC 1/SC27（信息安全、網絡安全和隱私保護）。外部組織包括：ITU-T FG QKD4N（網絡用量子密鑰分發）、ITU-T/SG 13（未來網絡）、ITU-T SG 17（安全），CEN/CENELEC JTC 22（量子技術）等。

4 經驗、啟示與總結

在國際形勢越來越復雜，信息通信技術發展越來越迅猛的今天，國際標準化工作日益成為各國競爭的焦點。我國專家應發揮善于學習的優勢，更好掌握規則，主動參與國際標準化治理工作，從規則“遵守者”轉變為“制定者”，爭取更多地位和話語權。在具體領域部署過程中，要靠前研究、及時站位，積極承擔預研、規劃階段的工作，通過“承擔責任”贏得“選擇先機”。發揮我國優勢技術力量，組織國內專家掌握國際標準化知識，將技術成果和實力展現為實實在在的國際標準貢獻物。此外，仍需及時研判國際形勢及其演化，運用雙多邊合作機制，在國際標準化舞臺中最大程度團結伙伴，進一步加強國際合作。

本文總結了ISO/IEC JTC 1和IEC的標準規劃機制，介紹了新興、創新技術領域在國際標準化組織推進及建立組織的案例，重點從量子技術國際標準化發展中，得出了一些推進國際標準化工作可參考和遵循的經驗做法以及啟示。希望能夠在復雜國際形勢、日新月異的技術體系演變過程中，更好運用規則，取得國際標準化成效。