2023年2月16日，美國司法部網(wǎng)站消息顯示，美國司法部和美國商務部正式成立“顛覆性技術(shù)打擊部隊”（Disruptive Technology Strike Force），以保護敏感技術(shù)、打擊出口管制規(guī)避為目標。值得注意的是，在司法部的聲明中，明確將中國、俄羅斯、朝鮮和伊朗認為是該項目重點關(guān)注的外國對手。

聲明中提到涉及國家安全的關(guān)鍵技術(shù)包括與超級計算和超大規(guī)模計算、人工智能、先進制造設備和材料、量子計算和生物科學相關(guān)的技術(shù)，這些技術(shù)均屬于傳感器技術(shù)上下游，并被應用或需要應用到傳感器。雖然這些領(lǐng)域的技術(shù)具有重要的商業(yè)用途，但是如果對手國家將其用于破壞性目的，例如改進武器設計等，則這些領(lǐng)域的科技可能會威脅美國的國家安全。

在高科技領(lǐng)域，中國是長期遭到來自美國等西方國家的技術(shù)封鎖的。因此，一直以來，中國的科技發(fā)展之路是困難重重，本篇文章將帶您了解此次聲明中涉及到的5大關(guān)鍵技術(shù)，中國在這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展情況如何？

一超級計算和超大規(guī)模計算 超級計算是專門用來解決計算規(guī)模超級大、數(shù)據(jù)量超大、超復雜的科學、工程和產(chǎn)業(yè)問題的計算機，是戰(zhàn)略性、前沿性的高技術(shù)，一直是大國爭奪的科技制高點，從高端材料，到生命科學，再到深海探測、空間技術(shù)各領(lǐng)域，都離不開超級計算的支撐。 超算發(fā)展的水平體現(xiàn)了一個國家的科技綜合實力，是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分。大到核武器試驗，小到影視動畫特效制作都離不開超算，超算已成為理論和實驗之外的第三種科學研究手段。 超級計算可以解決很多困難的事情，可以提升研究能力、縮短研究進程，節(jié)省經(jīng)費，對提升國家自主創(chuàng)新能力，增強國家競爭力，保障國家安全，促進經(jīng)濟社會發(fā)展，豐富精神文化生活，都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

從被封鎖到被制裁，我們用了40年

1946年2月，美國“計算機之父”馮·諾依曼成功研制世界第一臺電子數(shù)字計算機——ENIAC。一條炮彈飛行的軌跡，20秒鐘就能算完，人類社會由此邁入了計算機時代的門檻。

1958年，因為要研制魚雷快艇指揮儀，哈軍工海軍工程系任副主任、雷達教研室主任慈云桂帶領(lǐng)9名學員邁出了中國自主設計研制電子計算機的第一步。1964年11月，代表我國第一代電子管技術(shù)的通用數(shù)字計算機441B，在慈云桂他們的手中宣告誕生，中國整整落后了美國12年，而在第二代晶體管計算機441-B問世后，這一技術(shù)差距被縮短到了6年。 此后10年，隨著集成電路技術(shù)的應用，世界算力再次迎來了新的突破。幾乎就在中國百萬次計算機誕生的同時，美國科學家運用向量技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)批量化處理，算力直指億次大關(guān)，這也標志著計算機前沿領(lǐng)域跨入高速度、大容量的巨型機時代。實際上，超算可以說是今天計算機技術(shù)的源頭，在超算這類大型機應用成功后，才逐步將相應功能下移到PC、手機等更小型化的終端。

在第二代核武器的研制時，研究團隊明確指出，沒有每秒運算1億次的超級計算機，就不可能研究出第二代核武器。當時，中美出于對抗蘇聯(lián)的需要，雙方的關(guān)系逐漸回暖。1976年，美國總統(tǒng)福特確實批準了兩臺CDC公司的超級計算機出口中國。但是美國人提出：

第一，美國出口中國的超級計算機性能必須是大幅下降過的（從每秒1億次降到了400萬次）。

第二，美國的超算，只可以用于地質(zhì)勘探，不可以用于其他領(lǐng)域。

第三，機房的鑰匙由美國人掌握，每次使用，都必須向美國人報批，美國人同意以后才可以用，并且使用的時候要有美國人在邊上監(jiān)督。

這些條件使得中國人使用超算在美國面前完全透明，也就是我國超算史上的“玻璃房”事件。1978年，***指出：“中國要搞四個現(xiàn)代化，沒有巨型機不行！”同年5月，我國以國防科技大學為主體，開始研制每秒一億次浮點運算的超級計算機。以美國出口給我國的超級計算機為架構(gòu)，確定頂層架構(gòu)之后，拆解零件，研究材料和構(gòu)件，以國產(chǎn)零部件為主體，模仿出了第一代超級計算機“銀河一號”。

1983年12月，新華社、人民日報等近20家央媒向世界宣布，中國第一臺每秒運算一億次以上的“銀河”巨型機研制成功，填補我國巨型計算機的空白，標志著中國躋身世界少數(shù)幾個能研制巨型機的國家行列。銀河巨型機一經(jīng)問世，石油勘探、火箭發(fā)射模擬、空氣動力學設計等各領(lǐng)域需求紛至沓來，大大縮小了與國外的科技差距。 自“銀河一號”橫空出世，我國超級計算機之路一發(fā)不可收拾，相繼有了“銀河二號”“銀河三號”，等到“銀河五號”的時候，我國的超算已經(jīng)和美國齊頭并進了。

同時，我們并沒有滿足于模仿，在銀河號的基礎(chǔ)上，通過艱苦探索，2010年，由國防科學技術(shù)大學研制的中國首臺千萬億次超級計算機“天河一號”首次拿下全球超算TOP500第一名。到了“天河二號”已經(jīng)遠遠甩開了美國最優(yōu)秀的超級計算機。2013-2017年間，中國相關(guān)機器持續(xù)霸榜。 美國立刻發(fā)布公告，嚴厲禁止出售芯片給中國的超算中心。2015年2月，美國將國家超算長沙中心、國家超算廣州中心、國家超算天津中心、國防科學技術(shù)大學四家實體列入出口管制“實體清單”，禁止美國企業(yè)對其出口相關(guān)芯片等產(chǎn)品和技術(shù)。 我國超算系統(tǒng)在國產(chǎn)化替代方面也同樣取得了不小的進展。如神威系自主研發(fā)的申威芯片，天河系自主研發(fā)的飛騰系列芯片等，都已相繼落地超算設備中。其中，神威體系的國產(chǎn)化獨立研發(fā)已歷時幾十年，業(yè)內(nèi)認為其自主可控做得更為徹底。每秒運算9.3億億次的“神威·太湖之光”再次震驚世界，所有的零部件，包括芯片，全部國產(chǎn)。 2019年6月，美國商務部又將中科曙光、海光、江南計算技術(shù)研究所等五家實體列入出口管制“實體清單”。一年后又將7家中國相關(guān)實體列入“實體清單”?！督鹑跁r報》稱，美國第二波制裁是在中國首臺E級（每秒浮點運算百億億次）超算開始運行后的一個月內(nèi)實施的。所謂E級計算，是每秒執(zhí)行百億億次的計算，是目前P級機器計算速度的數(shù)十上百倍，是一個全新的“物種”，不僅是速度更快，更在于可以以全新的方式處理大數(shù)據(jù)，被全世界公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”。

從榜單數(shù)據(jù)來看，中國超算已明顯落后于美日歐的頂級超算。然而有意思的是，就在本次榜單發(fā)布不久前，英媒《金融時報》曾以《美國急于在超算競賽中趕上中國》為題發(fā)布報道稱，中國已在美國之前實現(xiàn)E級超算，首臺E級超算已經(jīng)運行一年多，只是沒有參加排名，“中國企業(yè)現(xiàn)在更關(guān)注國內(nèi)競爭，而不是國際對手在做什么?！?

美國超級計算專家杰克·唐加拉（Jack Dongarra）表示，中國的超級計算項目可以追溯到20多年前，它的發(fā)展導致該領(lǐng)域出現(xiàn)一種“令人震驚的局面”，中國現(xiàn)在領(lǐng)導著世界，“我認為，他們能夠在很短的時間內(nèi)建立一個基于他們自己技術(shù)的系統(tǒng)，這令人印象深刻?！?/p>

二人工智能

近年來，智能制造是很多工業(yè)發(fā)達國家積極推進和重點發(fā)展的領(lǐng)域，美國、歐洲和日本等都將目光轉(zhuǎn)向人工智能等核心技術(shù)，并不斷取得新的突破和應用。2016年，美國發(fā)布了《國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計劃》和《為人工智能的未來做好準備》等重要報告，前者提出了投資、人機協(xié)同、社會、安全、培訓測試、標準和人才等7個人工智能領(lǐng)域的戰(zhàn)略方向，后者從政府與治理角度探討人工智能的挑戰(zhàn)與治理問題。美國2020—2021年財務預算優(yōu)先智能和數(shù)字化制造，特別是結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、機器學習和人工智能的制造系統(tǒng)等領(lǐng)域。 2017年，德國發(fā)布“工業(yè)4.0”，并提出面向經(jīng)濟的人工智能戰(zhàn)略，啟動開發(fā)和應用“學習系統(tǒng)”計劃，使工作和生產(chǎn)更加靈活和節(jié)省資源，從5個方面推進數(shù)字策略，期望德國在2025年成為人工智能領(lǐng)軍者。2018年，歐盟發(fā)布《人工智能協(xié)調(diào)計劃》，制定了投資、研究應用、人才、數(shù)據(jù)、倫理、公用和合作等7項具體行動，希望使歐洲成為人工智能開發(fā)應用的領(lǐng)先者。日本人工智能發(fā)展規(guī)劃稍遲一些，由人工智能技術(shù)戰(zhàn)略委員會、總務省、文部科學省以及經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省負責人工智能規(guī)劃，2017—2019年相繼出臺《人工智能技術(shù)戰(zhàn)略》《人工智能技術(shù)戰(zhàn)略執(zhí)行計劃》《人工智能戰(zhàn)略2019》等戰(zhàn)略計劃，以本國優(yōu)勢及社會問題為導向的發(fā)展思路，主要集中在工業(yè)、醫(yī)療和交通等三大領(lǐng)域。

2017年，我國發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了面向2030年我國新一代人工智能發(fā)展的指導思想、戰(zhàn)略目標、重點任務和保障措施，部署科技創(chuàng)新體系、產(chǎn)業(yè)、社會、軍民融合、基礎(chǔ)設施和重點科技項目等6項重點工作，投資1500億發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)，加快建設創(chuàng)新型國家和世界科技強國。隨后發(fā)布《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018—2020年)》，并在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃”》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》以及“科技創(chuàng)新2030－重大項目”等規(guī)劃文件中，都將人工智能列入發(fā)展重點，充分體現(xiàn)了我國政府發(fā)展人工智能的決心和魄力。 在人工智能戰(zhàn)略布局和時間起點方面，美國、德國、中國和日本都差不多，但相對政府層面而言，中國的規(guī)劃、支持和執(zhí)行力度更大，其中工業(yè)領(lǐng)域人工智能的應用是美國、德國、中國和日本等國家智庫和高科技公司高度關(guān)注的焦點，成為公認的提升制造業(yè)整體競爭力的國家戰(zhàn)略。 對于近年來國內(nèi)外人工智能的發(fā)展狀況有很多報告，其中包括國家智庫層面和企業(yè)民間層面的，評價體系也各有不同，因此也只是一個側(cè)面反應。針對1990—2019年中美德英日韓等六國，對比產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)專利數(shù)量，中國在產(chǎn)業(yè)人工智能方面前進步伐較大，如下圖所示。浙江大學顧國達等構(gòu)建了一個系統(tǒng)全面的人工智能評價指標體系，涵蓋人工智能的環(huán)境支撐力、知識創(chuàng)造力、產(chǎn)業(yè)競爭力3個主要評價領(lǐng)域，2個具體指標，既可從整體掌握經(jīng)濟體人工智能的綜合實力，又可從多維度對人工智能的發(fā)展成效進行國際比較和動態(tài)追蹤。利用2010—2018年人工智能領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，對中國、美國、歐洲、日本、韓國和加拿大等6個代表性經(jīng)濟體的人工智能發(fā)展水平進行測度，雖然整體水平呈現(xiàn)上升趨勢，但增速并不穩(wěn)定，各經(jīng)濟體間相對差距逐步擴大，中國已進入國際領(lǐng)先集團，發(fā)展?jié)摿薮?，但產(chǎn)業(yè)競爭力領(lǐng)域與美國差距不小，人力資本和企業(yè)經(jīng)營等重點領(lǐng)域的短板亟須彌補。

圖 人工智能產(chǎn)業(yè)核心專利數(shù)和國家分布示意

在2020年7月世界人工智能大會云端峰會開幕式上，工信部部長苗圩致辭:“整體來看，我國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，技術(shù)創(chuàng)新日益活躍，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大，與行業(yè)融合應用不斷深入，發(fā)展前景可期?！? 工業(yè)人工智能技術(shù)難點 雖然目前工業(yè)人工智能還只在特殊的方面應用，但已經(jīng)體現(xiàn)良好效果，整體生產(chǎn)過程、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的應用還存在很多難點，有很大改善潛力和發(fā)展空間，其主要難點在于:

多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的挖掘與應用：工業(yè)生產(chǎn)涉及各行業(yè)、不同加工過程、不同環(huán)境和不同市場，表現(xiàn)不完全、無標注、無直接關(guān)聯(lián)樣本的動態(tài)特性和多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。如何利用人工智能深度學習進行完全標注大樣本靜態(tài)特性的學習，進而進行歸類、分析、發(fā)掘和多維應用;另外需要采用多源數(shù)據(jù)機器學習，研究現(xiàn)象、問題和效果的知識發(fā)現(xiàn)，這些是工業(yè)人工智能的基礎(chǔ)和迫切需求。

多目標整體決策與過程優(yōu)化：其中包含多層次多尺度決策與控制過程集成優(yōu)化、復雜系統(tǒng)多沖突目標的實施動態(tài)求優(yōu)等?；诟鞣N層次的信息感知，運行決策與控制面向不同時間尺度和空間尺度。制造過程中的智能決策面臨著開放環(huán)境、信息不完全、規(guī)則不確定等難題。制造過程當中難以建立決策仿真模型，同時最終決策需要權(quán)衡質(zhì)量、效率、消耗和市場等多沖突目標，全局最優(yōu)解隨生產(chǎn)條件和運行工況變化，控制系統(tǒng)設定值會隨全局最優(yōu)解變化。

產(chǎn)品生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈預測：產(chǎn)品生產(chǎn)最終獲得的是效益，不只是與產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率有關(guān)，往往物流、市場需求更加重要。比如產(chǎn)品原材料和人力資源成本、產(chǎn)品銷售方式和市場趨勢等，這些比起單一的設備維護預測、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量預測更加重要。比如新冠疫情對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的巨大影響，某些國家對芯片的封鎖造成缺芯事件、對汽車產(chǎn)業(yè)的影響，經(jīng)濟通脹使原材料大幅漲價對產(chǎn)品的影響等，目前這些都難以建立有效的預測模型，實現(xiàn)較準確的預測控制。

智能制造裝備：雖然我國在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等數(shù)字化技術(shù)以及5G的應用上有一定優(yōu)勢地位，但制造最后的執(zhí)行單元還得是機床設備，我國大部分設備還落后于歐美和日本企業(yè)，比如在工業(yè)機器人、3D打印、大余量高速切削機床、芯片***、高精度測量測試設備等方面存在很大差距。而工業(yè)人工智能對當前世界的裝備則提出了更高要求，必將是一個極具創(chuàng)新的挑戰(zhàn)過程。

傳統(tǒng)人工智能技術(shù)較多應用于大量的、感性的日常生活、社會交流、金融等行業(yè)，取得良好效果。工業(yè)人工智能用于解決特定工業(yè)問題，不僅需要采用AI算法和AI系統(tǒng)，還需要將人工智能、自動化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與各種制造領(lǐng)域知識緊密融合。 當前人工智能技術(shù)正在飛速發(fā)展，也體現(xiàn)出強大的生命力，但是工業(yè)人工智能的整體技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)仍處于起步階段，工業(yè)和工程界的許多實際難題還沒有得到有效解決，根據(jù)社會發(fā)展需求、科技創(chuàng)新發(fā)展方向，未來研究方向是將工業(yè)人工智能方法體系服務實際工業(yè)生產(chǎn)并創(chuàng)造更多價值。雖然我國建立了工業(yè)人工智能相關(guān)的頂層設計與政策引導，在制度層面支撐保障體系也不斷完善，但是工業(yè)人工智能需要大批具有跨學科研究能力的創(chuàng)新型科技領(lǐng)軍人才，也需要大批工程技術(shù)應用人才。同時需要加快打造工業(yè)人工智能示范項目，建設工業(yè)人工智能公共服務平臺建設，加快發(fā)展工業(yè)人工智能單項技術(shù)，推動各類人工智能要素向企業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域集聚，加快工業(yè)人工智能技術(shù)引領(lǐng)，這樣才能使我國在工業(yè)人工智能的研究與應用走在世界前列，取得巨大的社會和經(jīng)濟效益。 三先進制造設備和材料

先進裝備制造業(yè)是指我國裝備制造業(yè)中重點發(fā)展的富含技術(shù)性的裝備制造業(yè)。“十一五”以來，我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展，已成為世界裝備制造的大國，主要表現(xiàn)在：一是經(jīng)濟總量躍居世界前列；二是裝備制造體系日趨完善；三是創(chuàng)新和保障能力顯著增強；四是結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重要進展。但是，我國還不是裝備制造業(yè)的強國，與發(fā)達國家相比還存在著四個主要差距：一是技術(shù)創(chuàng)新能力急需提高，關(guān)鍵核心技術(shù)未完全掌握；二是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，基礎(chǔ)元器件、關(guān)鍵零部件、核心材料已成為發(fā)展“瓶頸”；三是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不平衡，高端裝備產(chǎn)業(yè)急待培育和發(fā)展；四是產(chǎn)業(yè)集中度低，具有國際競爭力的大企業(yè)少，國際知名的品牌少。 關(guān)于先進制造設備和材料主要的政策措施

完善依托重大工程發(fā)展高端裝備的體制機制。以用戶為龍頭，以裝備制造單位為主體，發(fā)揮產(chǎn)學研用相結(jié)合的優(yōu)勢，共同開發(fā)先進裝備；鼓勵由裝備使用單位和制造企業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟參與工程招投標；完善招投標制度，消除對國產(chǎn)裝備歧視性條款，發(fā)揮投資、工業(yè)主管部門的作用，加強對招投標工作的指導和監(jiān)管。

加大財稅支持力度。充分利用民用飛機、民用航天、高技術(shù)船舶等科研計劃的作用，加大創(chuàng)新支持力度。發(fā)揮節(jié)能減排專項資金的作用，組織實施節(jié)能和新能源汽車創(chuàng)新工程。設立高端裝備發(fā)展專項，支持高端裝備及其關(guān)鍵零部件、配套系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。鼓勵開展引進消化吸收再創(chuàng)新，對研制生產(chǎn)國家鼓勵發(fā)展的高端裝備，確有必要進口的核心裝置、關(guān)鍵部件、原材料和關(guān)鍵技術(shù)，免征關(guān)稅和進口環(huán)節(jié)增值稅。

完善金融支持政策。建立支持重大技術(shù)裝備發(fā)展的多渠道、多元化的投融資機制。鼓勵金融機構(gòu)創(chuàng)新金融產(chǎn)品品種，支持裝備制造企業(yè)融資、規(guī)模化發(fā)展；發(fā)揮現(xiàn)有裝備制造業(yè)基金的作用，支持裝備制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級；鼓勵支持符合條件的裝備制造企業(yè)上市，加大創(chuàng)新投資和股權(quán)投資向裝備制造領(lǐng)域傾斜；支持金融租賃公司開展裝備的融資租賃業(yè)務。

突出抓好重大專項。繼續(xù)抓緊抓好高端數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備、大飛機、大型先進壓水堆和高溫氣冷堆核電站、極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝等科技重大專項的實施工作，開發(fā)關(guān)鍵制造裝備，突破核心共性技術(shù)，為實現(xiàn)我國高端裝備產(chǎn)業(yè)化提供基礎(chǔ)支撐。

加大市場培育力度。建立裝備首臺套保險機制和示范應用制度。探索設立裝備風險基金，為裝備使用單位采用首臺套高端裝備及配套系統(tǒng)提供擔保，鼓勵裝備使用單位為研制企業(yè)提供工業(yè)試驗條件和應用機會，建立裝備示范應用制度。加速推進低空空域開放，為通用飛機的發(fā)展奠定市場基礎(chǔ)。

加強國際合作交流。充分利用各種渠道和平臺，積極探索合作新模式，融入全球產(chǎn)業(yè)鏈。鼓勵境外企業(yè)和科研機構(gòu)在我國設立研發(fā)機構(gòu)，支持國外企業(yè)和國內(nèi)企業(yè)開展先進裝備聯(lián)合研發(fā)和創(chuàng)新。支持國內(nèi)企業(yè)到境外設立公司，并購或參股國外先進裝備制造企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)，支持國內(nèi)企業(yè)培育國際化品牌，開展國際化經(jīng)營，高層次參與國際合作。

四量子計算

量子計算是基于量子理論原理發(fā)展計算機技術(shù)的研究領(lǐng)域。數(shù)百億公共和私人資本正在投資于量子技術(shù)。世界各國已經(jīng)認識到，量子技術(shù)可能是現(xiàn)有業(yè)務的主要破壞者。 量子計算面臨的挑戰(zhàn)

構(gòu)建可擴展和穩(wěn)定的量子硬件：量子計算的主要挑戰(zhàn)之一是構(gòu)建一種能夠處理大量量子比特同時保持穩(wěn)定性和一致性的設備。

處理量子系統(tǒng)中的噪聲和誤差：量子系統(tǒng)對噪聲和誤差非常敏感，這會干擾計算并導致不準確的結(jié)果。

開發(fā)高效的量子計算算法：隨著量子計算機的功能不斷擴展，對能夠利用量子系統(tǒng)獨特財產(chǎn)的新算法的需求也在不斷增加。

實施糾錯和糾錯方法：糾錯和糾錯算法對于構(gòu)建有用的量子計算機至關(guān)重要，但用于實現(xiàn)這一點的方法仍處于開發(fā)的早期階段。

設計和實施量子通信和聯(lián)網(wǎng)：量子通信和網(wǎng)絡技術(shù)，如量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，仍處于早期發(fā)展階段，在大規(guī)模實施之前，需要克服許多挑戰(zhàn)。

解決缺乏熟練專業(yè)人員的問題：量子計算領(lǐng)域相對較新，缺乏具備處理量子設備和軟件所需技能和知識的專業(yè)人員。

解決量子技術(shù)與經(jīng)典技術(shù)缺乏集成的問題：將量子技術(shù)與現(xiàn)有經(jīng)典技術(shù)無縫集成仍然是一個挑戰(zhàn)，這使得難以將量子計算用于實際應用。

為量子計算開發(fā)強大的軟件和編程語言：目前可用于量子計算的軟件和程序語言有限，而且仍處于開發(fā)的早期階段。

解決缺乏標準化的問題：目前量子計算領(lǐng)域缺乏標準化，這使得很難比較不同的設備和技術(shù)。

解決量子計算的成本效益：構(gòu)建和運行量子計算機仍然非常昂貴，這是量子計算廣泛應用的主要障礙。

量子計算的趨勢

增加量子器件中的量子比特數(shù)和相干時間：量子計算機中量子比特（量子比特）的數(shù)量是衡量其功率的重要指標。隨著量子比特數(shù)的增加，設備的計算能力也會增加。相干時間指的是量子比特在去抖動之前能維持其量子狀態(tài)的時間，而較長的相干時間則能實現(xiàn)更復雜的計算。

開發(fā)新的量子算法和優(yōu)化技術(shù)：隨著量子計算機的功能不斷擴展，開發(fā)新的算法和技術(shù)以利用量子計算的獨特財產(chǎn)也在不斷發(fā)展。其中包括量子機器學習、量子糾錯和量子優(yōu)化算法。

受量子啟發(fā)的經(jīng)典算法和硬件的出現(xiàn)：研究人員正在研究量子系統(tǒng)的財產(chǎn)，以開發(fā)模仿量子計算某些優(yōu)勢的新經(jīng)典算法和軟件。

行業(yè)和政府對量子計算的興趣和投資日益增長：隨著量子計算的潛在應用越來越明顯，行業(yè)和政府對此領(lǐng)域的興趣和投入也越來越大。

增加量子研究機構(gòu)和公司之間的協(xié)作和資源共享：隨著量子計算變得越來越重要，量子研究機構(gòu)與公司之間的合作和資源共享也越來越多。

量子機器學習和量子人工智能的使用：研究人員正在探索量子計算的使用，以開發(fā)新的機器學習和人工智能算法，利用量子系統(tǒng)獨特的財產(chǎn)。

量子云服務的興起：隨著量子比特數(shù)和相干時間的增加，許多公司現(xiàn)在都在向用戶提供量子云服務，這使得他們無需構(gòu)建自己的量子計算機就可以使用量子計算的能力。

量子糾錯的進展：為了使量子計算機實用，有必要使用量子糾錯技術(shù)來最小化計算過程中出現(xiàn)的錯誤。為了實現(xiàn)這一目標，正在開發(fā)許多新技術(shù)。

在不久的將來，量子計算很可能會繼續(xù)為優(yōu)化、機器學習和密碼學等特定應用開發(fā)。研究人員還致力于開發(fā)更穩(wěn)定可靠的量子比特，這是量子計算機的基石。隨著技術(shù)的成熟和變得更容易使用，預計它將越來越多地應用于金融和醫(yī)療保健等行業(yè)，在這些行業(yè)中，它可以用于分析大量數(shù)據(jù)并做出更準確的預測。從長遠來看，量子計算有可能改變許多行業(yè)，徹底改變我們的生活和工作方式。然而，這仍然是一項相對較新的技術(shù)，需要進行大量的研究和開發(fā)才能完全實現(xiàn)。

五生物科學

某種程度上說，2008年的全球性經(jīng)濟危機，可以視為美國霸權(quán)衰落與中國崛起的轉(zhuǎn)折點。之后十幾年，美國對中國的態(tài)度與策略發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變。而這種從合作到對抗的變化，在前沿科技領(lǐng)域更為明顯，生物技術(shù)即是縮影之一。

美國已先后多次發(fā)聲，捍衛(wèi)其在生物技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。2022年9月，美國總統(tǒng)拜登簽署行政命令，啟動“國家生物技術(shù)與生物制造”倡議，將向該領(lǐng)域注入更多資金，并減少對外國供應鏈的依賴；同月，要求外國投資委員會對國外在美投資和企業(yè)作出更嚴格和明確的審查，尤其是來自競爭對手或敵對國家的資金，生物技術(shù)和生物制造也是重點關(guān)注領(lǐng)域。

與此同時，封鎖與反制的較量也從未停歇。

2021年12月，國家發(fā)展改革委、商務部出臺《外商投資準入特別管理措施（負面清單）（2021年版）》，明確提出禁止外商投資“人體干細胞、基因診斷與治療技術(shù)開發(fā)和應用”。一年后，中國商務部在官網(wǎng)發(fā)布了“關(guān)于《中國禁止出口限制出口技術(shù)目錄》修訂公開征求意見的通知”。今年1月，這份待定的管理名單上又增添了7項技術(shù)，包括用于人的細胞克隆和基因編輯技術(shù)（禁止出口）、CRISPR基因編輯技術(shù)（限制出口）以及合成生物學技術(shù)（限制出口）。

對于生物技術(shù)的出口是否有必要擔心？

追溯基因編輯技術(shù)的脈絡，我們不難發(fā)現(xiàn)，包括ZFN、TALEN和CRISPR等基因編輯技術(shù)均原創(chuàng)于美國，尤其是ZFN技術(shù)，至今仍被一家生物科技企業(yè)Sangamo牢牢掌握。目前全球獲批的細胞與基因療法超過40款，但源自中國的產(chǎn)品寥寥無幾。作為一種底層技術(shù)，基因編輯的應用范圍廣泛，涉及生命科學的多個領(lǐng)域，包括但不限于動物模型研究、植物遺傳改良、遺傳性疾病以及非遺傳性疾病的治療。 近年來，國內(nèi)的科研技術(shù)人員一直都在努力追趕“先行者”美國的腳步。一項分析2016-2020年間全球基因編輯發(fā)明專利的研究指出，中國已成為居于美國之后第二大基因編輯發(fā)明專利授權(quán)來源國。

2016-2020年全球基因編輯發(fā)明專利授權(quán)的技術(shù)來源國

盡管專利數(shù)量勉強看得過去，但整體大而不強，大多數(shù)核心源頭技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)仍然受制于國外，我國多處于技術(shù)外圍。以2022年為例，全球范圍內(nèi)共有8款細胞與基因療法首次獲批上市，創(chuàng)下新高，其中只有南京傳奇生物和美國強生公司聯(lián)合開發(fā)的CAR-T療法西達基奧侖賽源于中國本土的創(chuàng)新。 這里的現(xiàn)實困境是多方面的，最根本的是，如行業(yè)專家所指出，中國的生物科技研發(fā)，存在很大的“研發(fā)赤字”，造成了我國對美國基礎(chǔ)研究信息的依賴。 另一方面，生物技術(shù)是一項造福全人類的技術(shù)。對于醫(yī)療健康領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和應用各國均是鼓勵態(tài)度。就美國對中國基因編輯技術(shù)領(lǐng)域是否出臺過對限制措施，同寫意美國醫(yī)藥特別顧問孟八一進行了檢索，唯一查到美國2020年11月關(guān)于基因編輯出口管制，是編號為（ECCN）2D352 ，對涉及某些基因編輯的軟件限制，但目的是防范做成生化武器。 生物醫(yī)藥是否還應堅持全球化合作？

一個深度鑲嵌的全球化市場，從產(chǎn)品到技術(shù)，試圖脫鉤斷鏈、建立自我內(nèi)循環(huán)都不是明智的選擇。 在生物技術(shù)方面，美國依賴中國的物料，據(jù)悉美國各種API（不限于制藥）對中國的依賴度高達75%。去年9月，美國政府砸20億美元之巨，來扶持本土生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以減少對國外供應鏈的依賴。但結(jié)果并不盡如人意。 紐蘭生物創(chuàng)始人王浩然在接受《知識分子》采訪時表示，因相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的空心化，美國缺乏這些人才的積累。如果要從頭做起，沒有個5年、10年的不斷投入和良性循環(huán)，是難以彌補上空缺的。舉例來說，去年美國本土疫苗制造業(yè)就發(fā)生過數(shù)起疫苗原料弄混、生產(chǎn)環(huán)境不合格導致大批疫苗作廢的事情。 同樣的限制出口，落在中國身上或許也是自縛手腳，在近期組織的討論中，百位CGT機構(gòu)總裁一致認為，就細胞基因技術(shù)而言，現(xiàn)在遠還不是我們和美國說不的時候。嘉因生物創(chuàng)始人吳振華認為，中國基因治療包括基因編輯的發(fā)展仍然高度依賴于許多國外的相關(guān)技術(shù)和專利，在此方面技術(shù)進出口的限制必然會嚴重阻礙基因治療的發(fā)展。

我國生物制藥起步較晚，研發(fā)基礎(chǔ)較弱，對美國的依賴程度較高，例如當前在上游生物專用藥原材料與研發(fā)設備供應兩方面仍然嚴重依賴美國的進口。 毋庸置疑，中國生物醫(yī)藥的發(fā)展創(chuàng)新源于對外開放?，F(xiàn)代創(chuàng)新藥的理念、技術(shù)、臨床實驗規(guī)范漂洋過海而來，一批在國外受過教育、擁有先進理念的大量專家學者回國創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，才有了醫(yī)藥行業(yè)這十幾年的如火如荼。

補貼加出口管制，圍繞著芯片半導體行業(yè)的科技鐵幕已然落下，“卡脖子”帶來的發(fā)展阻滯損失已無法挽回，在愈發(fā)斷鏈的軌道上，我們需要痛定思痛才能避免重倒覆轍。

政策的邏輯來自于安全的考量，但鐵拳落下“禁止出口”，無疑是為科技的交流與發(fā)展關(guān)上了一扇大門。

生物醫(yī)藥是全球新一輪科技變革中科技含量最高、創(chuàng)新程度最為密集、投資最為活躍的領(lǐng)域之一。在二十大的報告里，生物醫(yī)藥的創(chuàng)新已經(jīng)成為我國進入創(chuàng)新型國家的重要標志之一。全人類的疾病攻堅重任需要ICH成員國為主的國家共同肩負，堅持開放精神，并將這股熱忱傳遞到各個創(chuàng)新行業(yè)，乃至為愈加原子化的世界創(chuàng)造更多的連接利國利民。加快先進技術(shù)的國際交流，從而提高技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實力，才能真正起到保障和促進國家安全的作用。

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審核編輯 黃宇