朱笑锦:美国量子科技战略:霸权护持的推进机制及国际影响

选择字号:   本文共阅读 37 次 更新时间:2026-08-01 23:17

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朱笑锦  

作者:朱笑锦,中国社会科学院大学全球与区域国别学院 2024 级博士生

来源:《国际论坛》2026年第4期

【内容提要】 作为第四次工业革命的前沿领域,量子科技正日益成为大国战略竞争的重要支点。本文从霸权护持视角出发,系统考察美国量子科技战略的形成动因、主要内容、推进机制及其国际影响。研究发现,美国将发展量子科技上升为国家战略,主要受三重因素驱动:其一,量子科技具有重塑未来产业发展的经济潜力,使其成为争夺新一轮产业主导权的重要领域;其二,量子科技具有重构国家安全攻防格局的战略属性,其在美国安全议程中的优先性持续上升;其三,国际科技竞争不断加剧,进一步推动美国加快战略布局,以维持前沿科技领域的相对优势。在此基础上,美国通过立法授权、财政投入、跨部门协调、政产学研协同及盟伴合作,逐步构建起覆盖基础研究、技术转化、风险防御与国际规则塑造的战略体系。美国量子科技战略的外部效应正深刻影响着国际科技权力格局:一方面,它加剧了科技相互依存武器化趋势;另一方面,它推动全球量子科技生态系统向“中心—外围”结构分化,并在一定程度上刺激全球南方国家自主发展量子科技。美国量子科技战略表明,前沿科技竞争正日益演变为国际科技权力格局主导权的竞争。

【关键词】 美国研究;量子科技战略;科技竞争;霸权护持;技术规锁

21 世纪第四次工业革命方兴未艾,新兴技术与国家战略深度融合,日益成为大国博弈制高点。量子科技是基于量子力学原理而发展起来的新型科学与技术体系,其核心是利用量子叠加、量子纠缠等原理,实现信息获取、传输和处理方式的根本变革。量子科技既是经济领域产业发展的前沿领域,更是国际政治领域各国科技竞争的战略支点。作为全球体系中的科技主导国,美国量子科技战略的逐步推进影响着整个国际科技权力格局。

现有研究对量子科技的讨论已经从自然科学领域逐渐延伸到国际政治领域,呈现出跨学科趋势。第一类研究分析量子科技的国家安全属性。史密斯(Zhanna L. Malekos Smith)和保利(Giacomo Persi Paoli)研究量子科技军事属性和对国际安全的影响,指出量子科技将会对全球和平产生威胁。米哈尔·克雷利纳(Michal Krelina)发现,量子科技已经从实验室进入战略领域,对国防安全和国际治理都具有重要影响。阿杰伊·莱勒(Ajey Lele)指出,量子科技能够在战场上给国家带来军事优势。莫斯卡(Michele Mosca)和芒森(Bill Munson)指出,量子科技威胁网络安全。量子密钥分发和后量子密码学成为应对量子计算威胁的关键手段。高奇琦和陈志豪从理论角度出发,认为量子科技会推动军事变革,引起安全困境,从而重塑全球政治秩序。

第二类研究分析量子科技的大国竞争态势 , 尤其是中美之间的量子科技竞争。俞凤强调,美国为了巩固自身在全球科技竞争中的主导地位,遏制中国在量子科技领域的崛起,采用国际合作和出口管制等方式,挤压中国量子科技发展空间。哈佛大学贝尔福科学与国际事务研究中心的一份研究报告中提到,量子科技已经成为中美两国竞争的关键领域之一,中国在量子通信领域取得长足发展,并且正在缩小与美国在量子计算和量子通信领域的差距。 格尔罗曼(Grobman)认为,美国国家机密和情报安全受到量子计算技术威胁。他还片面地认为,中国正在挑战美国在量子计算技术领域的领先地位。

综上,现有研究为理解量子科技的技术特征、安全影响与竞争背景奠定了基础。然而,学界对美国量子科技战略的系统性探讨尚显不足。本文系统分析美国的量子科技战略的形成动因、主要内容、推进机制及国际影响,为中国应对全球科技竞争、布局自身量子科技战略提供参考。

一、美国量子科技战略形成的动因

第四次工业革命的技术浪潮促使各国积极谋求发展优势。量子科技的经济价值和国家安全属性赋予了其重要的战略价值,量子科技也在国际体系中引领新一轮科技竞争。面临日益激烈的国际竞争,美国利用本国传统的政府引导型科技创新机制,为量子科技战略的开展做好了准备。

(一)经济利益驱动

技术革命通常伴随金融资本与产业结构的再配置。当前,量子科技发展虽仍处于早期阶段,但其与资本市场的互动呈现出前沿技术产业化的特征。量子科技能够重塑生产要素,具有深远的经济意义。

21 世纪量子科技主要沿三条技术路径发展:量子计算、量子通信和量子传感,分别指向信息高效处理、安全传输与精准感知。量子计算技术的应用范围广泛。在人工智能领域,量子计算机可提升机器学习算法运行速度。在化学领域,量子计算机能够模拟关键化学过程,推动电池、化肥及药品的改进,缩短高价值产品的研发时间。在基础科学领域,量子计算技术可以给检验物理理论提供新方法,例如量子引力或者黑洞研究。量子通信技术可应用于信息安全领域。例如,在金融领域,量子密钥分发可以在进行跨境交易时降低网络攻击风险。量子传感技术商业化程度较为成熟,原子钟与光子探测器在量子传感市场上占据领先地位。航空航天、生物科技以及电信则被视为最有前景的量子传感终端用户领域。

量子科技深度赋能现有产业链,持续强化资本市场对该领域的中长期预期,并推动全球风险投资不断向其聚集。2024 年,全球量子科技初创企业融资总额接近 20 亿美元,较 2023 年的 13 亿美元增长约 50%;其中,来自风险投资和私募股权的私人资金约 13 亿美元,占总额约三分之二。资本持续流入反映出市场对量子科技潜在价值的认可。量子科技将催生新的产业集群与产业链重构,带动一批高端制造业兴起,催生全新的信息基础设施与终端应用市场。

在第四次工业革命的号角下,谁能在量子科技领域占领先机,谁就能掌握量子科技产业的发展方向,率先获得技术发展红利。量子科技具备颠覆性技术潜力和广泛市场前景,成为美国提升综合国力的关键技术因素,因而被纳入优先发展的战略议程中。

(二)保障国家安全

因其独特技术特性,量子科技具有重塑未来国家安全攻防态势的潜力。当前,互联网广泛渗透经济社会运行与公众生活。在此背景下,任何能够动摇现行密码体系可信度、威胁关键基础设施信息安全的技术,都更容易被纳入国家安全议程并获得更高的政策优先级。

量子科技三条技术路径对国家安全的影响各不相同。量子计算技术主要被视为破坏国家安全的潜在力量。量子计算机在解决特定问题时,其计算速度相比传统计算机呈指数性增长。而现行公钥加密系统的安全性,本质上是依赖数学公式的计算复杂性。量子计算机能在短时间内破译加密算法,对公众造成了信息泄漏风险。相比之下,量子通信技术则有望成为国家安全新支柱。该技术利用量子物理学原理实现信息交换,核心优势在于能提供理论上绝对安全的信息加密运输能力。量子密钥分发是该技术的重要分支,可利用量子力学原理建立无法破解的密钥。量子通道能够防止机密信息被窃听。如果有攻击者尝试拦截并读取信息,其行为将破坏量子态,从而使通信双方都能察觉。这种技术被视为可以抵御未来量子计算机攻击传统公钥密码体系的安全保障。

量子传感技术的战略价值则突出体现在军事与国防应用领域。其利用量子力学原理精准测量物理量,能够突破经典传感器的物理极限,实现对磁场、重力、温度等物理量的高精度测量。在战场上 , 量子传感技术不依赖全球卫星导航系统即可实现定位。高灵敏度的量子传感器可显著提升雷达与电子战系统的性能,增强目标探测能力与抗干扰性能。

通过量子计算、量子通信与量子传感三条路径分析可知,量子科技在国家安全层面呈现出双重特性。一方面,它攻击当前网络体系脆弱点,可能威胁国家安全;另一方面,它又能为安全通信与军事态势感知提供能力上的跃迁,从而重塑国际安全攻防平衡与战场上的相对优势预期。基于这种判断,美国政府开始以国家安全逻辑审视量子科技发展,并将其提升至国家战略的优先议程。

(三)维持前沿科技的竞争优势

鉴于量子科技的经济潜力与安全属性,各国纷纷出台国家量子科技战略以避免自身在量子科技竞赛中落后于人,试图在下一轮技术革命中赢得先机。英国、法国、德国和欧盟等国家和地区明确战略目标是在量子科技领域保持领先地位(见表 1)。面临着激烈的国际竞争态势,美国维持量子科技领域相对优势压力逐渐增加。

 

量子科技国际竞争表现出分路径推进的特征。不同国家可能在不同方向形成阶段性优势。根据科研论文发表的数量和质量看,美国在量子计算领域处于世界领先地位。中国则在量子通信领域的科研产出领先全球。在量子传感领域,中美两国势均力敌。除此之外,欧盟国家也在量子科技研发领域占据重要地位。在这种情况下,美国即便拥有较强的科研创新基础,也难以确保三条路径同步保持领先,更担心对手在某一方向率先实现关键突破,并带动相关标准制定与产业链延伸,从而使其在后续竞争中陷入被动。

进入 21 世纪以来,美国面临着霸权相对衰落的压力。近年来,美国在 STEM(科学、技术、工程和数学)领域的领导地位正逐渐削弱。面对在国际体系内权力地位相对下降的情况,霸权护持的战略需求推动了美国在量子科技领域追求国际领先地位。这一目标既包括在量子计算、量子通信和量子传感等具体技术路径上保持相对优势,也包括在科研体系、产业生态、人才培养与国际标准等领域塑造有利于自身发展的环境。通过在这些领域形成叠加优势,美国试图在激烈的量子科技竞争中掌握主动权,从而在未来可能出现的技术变革拐点上抢占先机。

二、美国量子科技战略的主要内容

量子科技的经济潜力和安全属性使其成为美国政府护持霸权的技术工具。美国构建起一个以联邦政府机构为支柱的多层次治理架构:国会提供立法授权与稳定预算,各核心部门依职能优势分工推进基础研究与技术发展。通过这一顶层设计与多方协同,美国正从分散的科研投入转向系统性的战略布局,逐步绘制出一幅涵盖基础研究、技术突破与风险防御的量子科技战略蓝图。

(一)战略目标

美国政府认为,量子科技是美国维持科技霸权的重要战略支点。美国国家科学与技术委员会在《量子信息科学战略概览》(National Strategic Overview for Quantum Information Science)中明确指出,量子科技对美国国家安全、经济竞争力和科学领导地位具有重要意义,将成为未来美国保持战略优势的基础性技术。量子科技战略目标即维持美国在量子科技领域的全球领导地位。具体而言,美国量子科技战略目标共分为三个层次:技术层次、安全层次和体系层次。

第一层次是突破技术不确定性。目前,尚不清楚量子计算机何时能够实现实际应用,美国通过制度化评估来主动管理这种不确定性。例如,美国国防高级研究计划局启动量子基准测试计划,旨在验证量子计算方案能否在 2033 年前达到实用性规模。这种制度化评估能够确保美国掌握量子计算技术进程的评估权与节奏控制权,从而掌握对技术的主导权。

第二层次是通过技术突破主动塑造安全。美国政府计划国家安全系统到 2035 年完成向抗量子算法(quantum-resistant algorithms)的过渡。学术界认为,量子计算机的首批应用可能在 2035—2040 年实现。这意味着在量子计算具备实际攻击能力之前,美国应完成国家安全系统的密码体系升级,从而避免自身成为技术突破的受害者。在军事领域,量子传感技术能够增强美国的战场态势感知能力。政府引导量子传感技术从实验室阶段走向战场部署阶段,从而增强美国及其盟军的作战准备能力。

第三层次是形成量子互联网。量子互联网(quantum internet)也称作“量子网络”(quantum network),能够连接分布式量子计算资源,支持远距离量子安全通信,并为量子传感网络提供跨区域协同能力。美国政府预期到 2040 年之前,量子互联网将实现实际应用。

以上三个层次构建出美国量子科技战略目标的整体愿景。从长远视角看,美国量子科技战略目标是在新一代技术革命中获得先发优势。如果美国能够率先实现量子技术的规模化应用并将其纳入经济和军事发展轨道,其综合国力领先优势将得到强化,从而在全球科技权力重构过程中巩固主导地位。

(二)战略设计

为了实现上述战略目标,美国政府就法律授权、财政支持、技术布局与部门分工形成了较为完整的制度设计。

首先,通过立法授权使量子科技上升为国家级战略。美国国会 2018 年通过的《国家量子倡议法》(National Quantum Initiative Act)是美国量子科技战略的核心法律文件。该法案明确了美国量子科技战略的目标,规定了美国发展量子科技的主要措施。从此,美国量子科技发展从分散的科研计划与部门项目,转向具有顶层授权和稳定预期的国家战略轨道。《2022 年芯片与科学法》(CHIPS and Science Act of 2022)修订了《国家量子倡议法》,各个联邦机构在量子科技战略中的定位更加明确。

其次,通过持续财政投入为战略实施提供保障。美国《国家量子倡议法》授权预算自 2019 财年到 2022 财年,从 4.56 亿美元上升到 10.36 亿美元,呈显著增长趋势。此后,联邦政府量子研发投入保持在高位区间,2024 财年高达 10.06 亿美元,2025财年约为 9.98 亿美元。近三年,预算规模略有缩小但保持在相对稳定的高水平。稳定的财政投入给前沿技术提供了持续资金保证,为量子科技中长期发展目标提供保障。

再次,通过技术布局分配资源投入,确保技术研发服务战略目标。美国量子科技战略将量子科技发展方向分为基础科学和技术发展两个类别。基础科学类别是指量子科技基础研究领域,包括量子计算、量子传感、量子网络,以及材料学、宇宙学、化学等基础科学;技术发展类别是指在量子科技基础上发展而来的技术,比如,量子计算机研发需要的低温系统、机械技术等。量子科技的未来应用也是美国政府关注的方向,如优化、药物学、机器学习和运筹学。量子科技战略还关注应对量子科技风险的技术与基础设施,例如抗量子密码学和其他后量子应用等。美国的量子科技战略构建了一个从基础科学发现到关键技术支撑,再到前沿应用探索以及风险防御的完整技术闭环。

最后,通过多层次治理机制保障战略持续推进。在统筹层面,国家科学技术委员会下设的量子信息科学小组委员会负责统筹联邦量子研发议程与跨部门协作;量子科学经济与安全影响小组委员会从经济与国家安全视角评估量子技术的影响并提出跨机构政策建议;白宫科技政策办公室及其下设的国家量子协调办公室承担日常运行层面的协调、信息汇聚与对外联络,使跨部门机制能够持续运转;国家量子倡议咨询委员会则以总统咨询委员会的形式对《国家量子倡议计划》进行独立评估并提出改进建议,从而形成外部监督。

在执行层面,联邦政府机构有三个体系支持量子科技战略施行。第一类是联邦非国防科研机构,包括美国能源部、国家科学基金会、国家标准与技术研究院与国家航空航天局。这些机构承担基础研究资助、国家实验室平台建设和标准制定等职能。第二类是国防科研机构,以美国国防部及其下属研发机构为核心,承担量子科技军事武器研发与应用任务,使量子科技与国家安全需求相对接。第三类是情报安全机构,包括国家安全局、情报高级研究计划局与国家情报总监办公室,其重点在于评估量子计算对密码体系的冲击,并推动风险缓释与安全迁移。三类执行体系分别对应基础能力建设、安全防护与风险管理,共同构成联邦政府量子科技研发的执行体系。

综上,美国量子科技战略的制度设计呈现出四个特征:立法授权提供战略合法性,持续财政投入保障资源供给,全链条技术布局构建发展路径,多层次治理机制确保跨部门协调运作。通过这些制度安排,美国将量子科技由分散的科研项目转化为可持续运转的国家战略工程。

(三)执行路径

针对美国维持量子科技优势地位的战略目标,美国建立了系统性的量子科技研发政策路径,以应对美国量子科技发展进程中面临的挑战。

第一,坚持 “科学优先”核心原则,夯实量子科技基础研究能力。量子科技仍处于基础探索阶段,还有许多潜在机会尚待发掘。美国政府加大对研究项目的资助,支持小型项目、研究中心和研究联盟等多种科研组织,旨在突破对国家具有变革性经济与科学影响的重大技术问题。同时,政府鼓励跨学科量子科技研究人员的交流与合作,共享相关科技进展,壮大科研共同体。

第二,加强关键基础设施建设,为量子科技研发提供平台支撑。美国政府与利益相关者牵头,联合产业界和学术界共同投资基础设施建设。政府机构为量子科技研究共同体提供现有及未来建设的科研设施与配套技术,建立面向终端用户的测试平台,使各方能够探索与各自任务需求相关的应用场景。

第三,深化政产学研协作,加速量子科技应用转化。量子科技本身是一个高度交叉的领域,需要同时具备物理学、计算机科学、工程学、数学、材料科学等多学科知识。美国量子科技发展对跨学科高端人才产生大量需求。 政府与学术界和产业界合作,加深公众对量子科技的理解,增加量子科技职业教育和培训机会,弥补未来量子科技人才缺口。与此同时,政府与学术界一起建立美国量子联盟,共同投资量子科技联合研发中心,加速量子科技在前竞争阶段的研发进程。相关机构持续关注量子科技革命对政府职能领域可能产生的影响,并通过培育潜在终端用户应用场景,推动量子科技在政府体系中的推广与应用。

第四,推进国际合作,维持美国量子科技的相对优势。政府依托国际合作跟踪全球量子科技发展趋势,识别其中的差距与机遇,并据此把握国际量子科技发展态势;优先发展具有战略意义的双边合作伙伴关系,以确保美国持续吸引和留住高端人才,并获得支撑技术、科研设施及专家资源。美国还在国际范围内推动建立以能力为导向、过程透明的基础研究与创新体系,促进量子科技研究公共数据的开放共享,并推进相关国际标准的制定,以加速新一代量子科技的应用与延伸。

通过以上路径,美国量子科技战略实践从内向外逐渐延伸覆盖了量子科技的基础研究、技术发展与实际应用,从而提高了自身的量子科技实力,维持在科技领域的领先态势。

三、美国量子科技战略的推进机制

在量子科技战略指引下,美国政府通过制度化安排将分散于不同部门和科研机构的量子科技研究纳入统一轨道,使量子科技发展由早期探索阶段逐步转向系统化、规模化推进阶段。整体上看,美国量子科技战略呈现出政府、社会、盟友共同参与的结构布局。

(一)政府层面:联邦政府各部门引领量子科技研发

在政府层面,美国依托各机构职能优势,构建起分工明确、协同推进的多层次量子科技战略执行体系。根据基础研究、产业发展与国家安全等不同政策领域的需求,各联邦部门分别承担相应的战略任务,形成覆盖量子科技全链条的政策实施格局。

第一,在基础科学研究与技术应用领域,政府机构通过投资项目推进量子科技研发。国家科学基金会建设的量子飞跃挑战研究院在量子科技前沿领域开展跨学科研究,探索量子科技研发、应用和商业化方案。能源部在 2025 年宣布将拨款 6.25 亿美元用于其下属五个量子信息科学研究中心的研发工作。每个研究中心都从事具有颠覆性潜力的量子科技基础研究,有助于构建量子科技生态系统。美国国家航空航天局开展空间通信与导航计划(Space Communications and Navigation, SCaN),建设近地和深空通信的基础设施。从长远来看,该设施可实现中地球轨道卫星与多个地面站之间的量子通信,以建立洲际量子链路。

第二,在产业发展与标准制定领域,政府机构引领量子科技相关标准体系建设。国家标准与技术研究院是美国技术标准制定的引领机构,着重关注量子科技相关标准建设。2024 年,其下属计算机安全资源中心宣布已经批准三项用于后量子密码学的联邦信息处理标准。

第三,在国家安全与风险管控领域,政府机构负责将资源集中于国防领域。国防部推动量子计算、量子传感等军民两用技术研发,强调以量子科技保持军事优势与快速部署战场能力。美国国防高级研究计划局在 2025 年启动鲁棒量子传感器计划,致力于开发在实际运行环境中能够保持稳定性能的量子传感器,从而在根本上解决传感器脆弱的问题。与此同时,国土安全部、网络安全和基础设施安全局围绕后量子密码迁移开展风险评估与跨部门推进,制定向抗量子密码过渡计划,以降低量子计算对关键基础设施与政府网络安全冲击的风险。

总体而言,美国政府机构各司其职,加快量子科技研发进程,填补产业标准空白,降低量子科技风险,从而使量子科技发展方向朝着国家需求前进。

(二)社会层面:学术界、私营部门协同推进战略实施

在社会层面,美国政府通过制度安排把学术界与私营部门纳入国家战略轨道,形成政府部门、学术界与私营部门协同推进的实施体系。

学术界承担基础研究任务。例如,芝加哥大学牵头建立“芝加哥量子交换平台”(Chicago Quantum Exchange),整合伊利诺伊大学香槟分校、威斯康星大学麦迪逊分校、西北大学、普渡大学及费米实验室与阿贡国家实验室的科研力量,为量子计算、通信与传感提供实验设施与材料研发平台。国际联合实验、学生交换和产业孵化计划成为美国向外传播量子科技科研规范的载体。学术界也承担人才培养这一重要战略任务。美国顶尖大学与学术研究机构每年可以通过学位项目向全球输送量子科技人才。麻省理工学院开设量子计算技术课程,提供量子科技学习资源。芝加哥大学设立量子科学与工程博士项目,学生能够进入阿贡国家实验室和芝加哥量子交换平台开展前沿课题研究。高水平人才的吸纳不仅为美国本土科研体系提供人力资源,也使美国能够通过人才流动掌握技术集聚与知识扩散的主导权。

与此同时,私营部门承担技术转化功能。美国联邦政府通过立法将私营部门纳入量子科技创新轨道,以降低公共部门的研发成本压力并加速技术商业化。《2019 财年国防授权法案》第 234 条(后经《2024 财年国防授权法案》第 219 条修订)明确要求国防部应与私营科技公司开展量子科技研发协作。《2021 财年国防授权法案》第 214 条进一步要求各军种与中小企业建立联合项目,为政府、企业与学术界研究人员提供量子计算实验与试验条件。这一制度安排强化了美国私营部门在量子技术研发中的作用。在私营部门具体实践中,美国 IBM、IonQ 等企业已形成国际量子研发网络,为外国科研机构提供硬件平台、云端量子计算能力和联合测试空间。例如 IBM 的“量子网络计划”向欧洲和亚洲高校开放云量子计算平台,并通过商业模式参与国际量子软件生态构建。私营部门拥有前沿技术、雄厚资本与更加活跃的创新能力。美国能够将其国内创新体系与国际合作需求相联结,在全球范围构建供应链、价值链与市场,从而推动美国主导的量子科技生态系统外延。

(三)国际层面:盟伴协同构建量子科技生态系统

在国际层面,美国将盟友资源纳入自身量子科技战略的实践之中,通过国际合作构建美国主导的量子科技生态系统。量子科技生态系统是由美国主导的全球性公共产品。它给参与国提供可信任的量子科技全球市场、标准体系、供应链和安全治理规则等。美国意图通过塑造其主导的全球量子科技生态系统,确保在未来量子经济和国际科技秩序中的规则制定权与话语权。

一方面,通过双边合作,美国搭建起一个所谓共享相同价值观的国际合作网络。美国陆续与日本、英国、澳大利亚、法国、芬兰、瑞典、丹麦、瑞士、荷兰、韩国、德国签订了双边量子科技合作联合声明,共同强调量子科技的颠覆性意义;倡导建立一个基于“共同价值观”的全球量子科技生态系统,强调要构建值得信赖的供应链,鼓励各方利益相关者的广泛参与,共同推动国际标准的制定。

另一方面,通过多边合作,美国将主要竞争对手国家排除在国际合作网络之外。例如,2024 年北约发布《量子科技战略概要》(Summary of NATO’s Quantum Technologies Strategy)提出,北约及其盟国将发展一个安全、有韧性且具有竞争力的量子科技生态系统,以应对量子行业快速发展的技术竞争。美国与欧盟之间建立了量子工作组,工作组要求各方就量子科技发展程度达成共识,共同构建国际标准。双方表示将在后量子密码学标准化领域进行合作,减少美国与欧盟遭受量子计算机攻击的风险。通过量子科技多边合作,多边机制的成员国将在安全领域建立高度互信,共享量子科技研发与应用所需的硬件设施、零部件、算力平台和技术标准等。

总体来说,通过国际合作,美国赋予量子科技国际合作地缘政治意义,将气候变化、公共卫生、资源利用等全球议题引入量子科技合作,使量子科技与全球治理议程绑定,进而以提供公共产品的名义,降低合作国的政治顾虑。美国正联合盟友及其伙伴国家建立一个量子科技生态系统,美国主导其国际标准体系、国际市场、供应链和价值链。国际量子科技生态系统成为护持美国量子科技领导地位的关键。

四、美国量子科技战略的国际影响

作为国际体系内量子科技实力位居前列的国家,美国量子科技战略的外部效应可能影响全球。美国的量子科技战略目标及手段充满现实主义权力政治色彩,这与全球南方国家所期望的平等协商、共同治理、互利共赢的国际治理愿景背道而驰。在这种矛盾下,国际体系内各方对美国量子科技战略产生了不同反应,共同塑造新的国际科技权力格局。

(一)加剧科技领域相互依存武器化

量子科技是一项重塑国际安全态势的前沿技术。美国作为科技强国,其量子科技战略的外溢效应能够对国际体系产生深远影响。在美国战略框架下,量子科技发展逐步呈现出由国家安全逻辑支配的特征。美国主导的量子科技生态系统加剧了科技领域相互依存武器化。

“相互依存武器化”由亨利·法瑞尔(Henry Farrell)和亚伯拉罕·纽曼(Abraham L. Newman)在 2019 年提出,指一些国家利用其在全球经济网络中的关键节点地位,将相互依存关系转为权力关系,对其他国家进行制裁或遏制。这种权力体现在中心国对控制国的“全景效应”(panopticon effect)和“阻遏效应”(chokepoint effect)。在全球网络中处于枢纽位置的国家能够获得信息优势,从而在应对目标国家的具体行动、开展谈判以及塑造政治叙事等方面占据有利位置,获得不对称战略优势。近年来,相互依存武器化的运作逻辑开始从传统的经济和金融领域向科技领域扩展。

一方面,美国借助全景效应,在全球塑造自己的网络枢纽位置。美国主导后量子密码标准等关键国际标准的制定,对量子科技生态系统中关键节点实施重点控制。通过在这些节点占据主导地位,美国将资源集中于基础研究、核心硬件架构和系统集成等上游与中游环节,从而在生态系统整体运行中掌握规则制定和技术演进的主动权。

另一方面,美国借助阻遏效应,加剧国际科技权力布局的不平等。美国通过构建排他性量子科技生态系统,阻止竞争对手国家借助国际资源发展量子科技。美国作为中心国家,更容易通过量子科技生态系统累积结构性权力,全球科技权力分配或将呈现更明显的不均衡趋势。

(二)推动量子科技生态系统“中心—外围”分化

随着量子科技领域相互依存武器化倾向的增强,国际量子生态系统正逐步呈现出以少数技术强国为中心、以大多数发展中国家为外围的依附结构。发达国家凭借其在量子科技领域的长期积累,占据全球量子科技生态系统的主导地位,而发展中国家则在全球量子科技市场上依附于美国主导的量子科技供应链与价值链。

第一,美国及其盟友和伙伴国家占据全球量子科技生态系统中心位置。这些发达国家在全球量子科技生产网络中占据基础科学研究、核心器件生产等高附加值环节。量子科技领域的主要创新资源、知识产权和产业收益进一步向少数技术强国集中,其在国际量子科技分工中的中心地位也因此得到巩固。

第二,一些南方国家则被置于全球量子科技生态系统的外围位置。处于技术外围的国家难以通过自主创新突破量子科技技术瓶颈,还将在未来科技秩序的形成过程中面临话语权缺失。这样一来,全球南方国家与发达国家之间的量子鸿沟将会愈来愈深。随着量子科技日益成为安全通信、关键基础设施和高端产业能力的重要支撑,这种差距又会进一步转化为全球南方国家更深层次的战略劣势。

(三)推动全球南方国家自主发展量子科技

美国主导的量子科技生态系统“中心—外围”分化趋势,使全球南方国家位于体系边缘位置。面对这种不平等结构,一些科技实力较强的南方国家通过加强战略规划、拓展国际合作等方式,积极争取更大的战略自主空间。

中国在这一进程中具有重要地位。中国处于量子科技实力第一梯队,量子通信网络建设领先全球,这就意味着中国可以立足本国技术优势,通过国际合作为全球南方国家参与量子科技发展提供更多可能。例如,中国与南非采用量子密钥分发技术,在2025 年建成 12,900 公里长的卫星量子通信线路。这是全球安全通信技术发展的一个里程碑。与此同时,一些南方国家主动构建本国量子科技发展战略。例如,巴西科技创新部 2024 年成立工作组,讨论巴西量子技术倡议的指导方针。这项举措优先考虑发展量子科技的技术独立性,旨在通过国家规划,整合国内科研资源,以避免在关键科技领域形成对外国的过度依赖。

在美国持续加强技术规锁的背景下,随着量子科技竞争加剧,未来可能形成由中国和美国分别主导的量子科技生态系统。这一系统为全球南方国家提供进入量子科技领域的其他路径,可在一定程度上缩小发达国家与全球南方国家之间的技术差距,从而减少后者在未来量子科技竞争中对美国主导体系的单向依附。

五、结语

当前,百年变局加速演进,全球地缘环境激烈变动。美国维持霸权优势的压力逐步增加。在第四次工业革命中,颠覆性技术成为大国竞争的核心抓手,深度赋能国家发展和安全。量子科技则成为美国护持科技霸权的技术工具。美国借此构建排除全球南方国家与竞争对手国家的国际量子科技生态系统。与此同时,全球南方正在崛起,走独立发展、自主研发道路,谋求更加平等公正的国际政治经济秩序。

研究发现,美国量子科技战略的外部效应正在深刻影响国际科技权力格局。一方面,美国通过主导量子科技生态系统,加剧科技相互依存武器化。另一方面,全球科技体系出现新的结构分化,形成以少数技术强国为中心、以大多数发展中国家为外围的技术格局。这会加深发达国家与发展中国家之间的量子鸿沟,使未来国际科技治理话语权、规则制定权掌握到少数发达国家手中,挤压发展中国家量子科技发展空间。

对中国而言,量子科技被列为“十五五”规划中创新引领的重点方向,将影响中国未来的科技发展进程。作为量子科技发展的第一梯队国家,中国既拥有较强的科研基础和部分路径上的先发优势,也面临技术封锁与规则竞争持续升级的压力。在此背景下,中国需更加重视量子科技的长期战略价值,持续提升自主创新能力,增强在全球量子科技竞争中的战略韧性。中国也应在全球科技治理层面发挥更积极作用,推动量子科技国际合作朝着开放共享、平等参与、互利协同的方向发展,从而促进全球科技权力格局向多极化趋势发展。

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