日本推进量子技术应用和产业化的最新政策举措

经过多年对量子技术不间断的研发投入，最近日本量子技术研发成果的产业化应用正逐渐迈入快车道。2023年7月12日，日本理化学研究所（以下称“理研”）量子计算研究中心的阪口淳史特别研究员与东京大学研究生院工学系研究科教授古泽明等的国际合作研究团队成功实现了光电场的非线性测量，这相当于在使用光的量子计算机中实现了通用的量子计算。据此研究成果，该团队计划将在本年度内制造出光量子计算机的实体机器。此前，日本已于2023年3月推出了首台国产量子计算机。

日本在量子技术领域所取得的突破，和日本国家层面不断制定、更新国家研发战略和愿景目标息息相关。日本虽位列继中美之后的量子技术第二梯队，仍不甘示弱，将量子技术视为“国家间争霸的核心”。日本政府于2020年制定首个国家量子研发战略“量子技术创新战略”。2021年10月岸田文雄就任首相后，第一时间与科学界、产业界权威专家着手修改上述战略，尤其关注量子技术实际应用进展。量子技术创新会议的战略评审工作组从2021年10月开始以每2周一次的高频率进行了讨论，于2022年上半年对上述战略技术路线图进行了修订，同时还制定了旨在通过量子技术促进社会变革的“量子未来社会愿景”。2023年上半年，日本最新出台“量子未来产业创造战略”，针对量子技术应用和产业化，提出需要重点优先推进的举措。

一、加速量子应用与产业化的三大政策视角：合作、可及性、孵化

量子未来产业创造战略指出，日本政府制定的2030年量子战略目标包括将日本国内的量子技术用户增至1000万人，将应用量子技术的产值规模扩大至50万亿日元，以及培养量子独角兽企业。而要达成这些目标，民间企业的参与不可或缺。事实上，除了以物理学科为中心的高专业性研究领域，量子技术的应用范围还涉及材料、化学、健康、医疗、城市建设、制造、物流、交通、环境、能源、人工智能、信息通信、电子半导体等诸多领域。因此，不光是大企业，还有众多风险投资企业投身其中，甚至收购整个实验室，急速推进实际应用与产业化进程。

另一方面，日本量子技术应用与产业化面临着五大问题：①有效使用量子技术的用例少；②技术门槛高；③未来不明朗导致行业风险高；④未充分形成有利于初创企业创办成长的环境；⑤产业人才不足。

为此，量子未来产业创造战略提出解决上述问题的三大政策视角：一是合作——包括促进多种产业参与量子领域，开展联动和共创；国际合作；产学官合作。二是可及性——实现对产业界开放的量子技术利用环境。三是孵化——加强对量子初创企业创办的支持。基于上述三大政策视角，日本将在量子计算机、量子安全网络、量子测量传感/量子材料等领域推进完善使用环境、提升用户支持、创建使用案例等举措（详见下表）。

表  日本在量子产业各领域的政策举措

量子计算机	软件、使用环境建设等	支持创建具有吸引力的用例，扩大和振兴用户行业；从经营角度探讨量子技术利用的效果和性能指标；培育用户使用支持服务提供商；在产学官推广国产量子计算机的使用；构建引领产业化的实际使用环境和开拓产业和科学前沿的最先进量子和经典混合计算环境等。
	硬件、基础技术等	加强和加快国产量子计算机的技术开发和商业化；积累使用经验和解决方案，培育产业人才；建立稳定且有韧性的供应链（明确必要设备等，引导中小企业等众多企业参与，研讨制定战略确保掌握卡脖子零件、材料和技术并不断提升先进性）等。
量子安全网络		创建具有吸引力的用例；促进公共机构作为固定租户（anchor tenant）和早期采用者（early adopter）进行使用；创造一个可供各种用户访问，并能探索和创建使用案例的量子计算机使用环境——测试平台（test bed），通过运营测试平台支持技术开发，积累运营和应用经验并促进海外拓展；构建量子密码通信设备认证使用基础设施；构建量子计算和经典计算混合的综合性软件结构；研讨量子互联网研发和技术路线图制定等。
量子测量传感/量子材料		为推进量子传感技术在各行业的广泛应用，积极提供信息，支持技术开发和商业化；建立产学官联营等新合作机制；优化环境让企业可以更加轻易使用和开发量子传感技术；支持创建用例和商业化实证；引导材料行业参与，促进软硬件一体的技术开发和商业化；构建量子材料稳定供应体系等。

二、强化产综研、理研、QST基地职能，新设量子前沿产业创造基地

为了更好地推动上述政策举措的实施，日本将进一步夯实量子创新基础，除了在日本产业技术综合研究所（以下称“产综研”）、理研、量子科学技术研究开发机构（以下称“QST”）已经设立的量子创新基地进一步强化初创企业支持职能外，还将在东海国立大学机构[1]新设立量子前沿产业创造基地。

产综研“量子-人工智能融合技术商务开发全球基地”：该基地定位为量子技术产业化的全球开发基地，为产业界提供开拓全球新市场和标准化等综合性支持。基地通过构建量子与人工智能混合的云端开发实测环境，创建使用案例，针对量子技术涉及的零件、材料、设备和集成电路，提供支持开发、评估和试制的环境及服务。

理研“量子竞争开拓基地”：该基地定位为量子技术产业化的先进竞争基地，通过连接量子计算机和日本超级计算机富岳等，提供全球最尖端的量子和经典混合计算环境，以此为基础不断开拓产业和科学的前沿。

QST“量子技术基础基地和量子生命基地”：该基地定位为世界领先的量子材料研发和供应基地，提供产业界可以使用、试验和评估量子材料和量子传感等的环境，支持量子技术基础研发和产业化，包括应用光科学技术的技术和设备开发等。

东海国立大学机构“量子前沿产业创造基地”：该基地定位为量子技术和产业前沿开拓基地，将充分利用以名古屋市为核心的中京都市圈多产业集聚优势，通过化学、材料等学科与量子技术的融合，创造出新的量子产业。东海国立大学机构现已组成了量子控制理论和测量、量子控制技术、新技术创造等多方面的研究团队，正在推进量子状态控制研究。

参考资料：

1. 光量子コンピューターで掛け算に成功　理研と東大　年度内に実機作製 | 科学新聞 The Science News. [EB/OL]. [2023-7-25]. https://sci-news.co.jp/topics/7922/

2. 統合イノベーション戦略 - 科学技術政策 - 内閣府. [EB/OL]. [2023-7-25]. https://www8.cao.go.jp/cstp/tougosenryaku/index.html

3. 量子技術イノベーション - 科学技術・イノベーション - 内閣府. [EB/OL]. [2023-7-25]. https://www8.cao.go.jp/cstp/ryoshigijutsu/ryoshigijutsu.html