科学技术是第一生产力。尤其是前沿科技，向来是各个国家关注的重点之一。除了人工智能外，英国政府科学办公室近期还发布了一份量子技术报告《量子时代：技术机会》（The Quantum Age：technological opportunity，以下简称“《报告》”）。

在这份报告中，英国政府科学办公室（the government office for science)阐述了英国如何能从量子技术中获益，并指出了英国能领先以及能增加优势的领域。

英国政府首席科学顾问，也是此报告的撰写人之一Mark Walport爵士表示：“英国在量子技术的研究和开发中发挥着主导作用。量子计时、成像、传感、通信和计算等领域，具有产生新产品和服务的潜力和价值。我们必须确保继续将我们优秀的研究成果商业化。我们有机会发展一个世界级的工业，有熟练的劳动力支持，并受到全球需求的刺激。”

各国量子科学和技术排名

早在2013年的政府秋季预算报告里，英国就宣布，将在此后的五年间为国家量子技术项目投资2.7亿英镑，以加速量子技术的商业化进程。

“中国已经在量子科学和技术中投入巨大的资金；尽管应用还不多，但美国也拥有许多的研究机构。欧盟近期也发布了量子计划，计划于2018年启动。意识到这些竞争，我们必须开放国家项目，促进英国的量子技术发展，并鼓励投资。”《报告》在前言章指出。

基于英国国家量子技术项目取得的进展，英国政府部门强调，未来会与国内和国际私营部门加强协调，建立伙伴关系。除此之外，英国还会建立创新中心，联合学术界和工业界，让量子技术商业化。建立英国量子技术产业的基础也成为英国未来的重点之一。

对英国来说，未来量子技术是价值10亿英镑的产业

重视五大量子技术应用

在《报告》的执行摘要中提到，“你不需要了解和掌握量子技术的细节、物理基础，但它会对我们每天的生活产生影响，做到我们今天不能做到的事情。”例如，量子设备能让我们看到隐蔽的角落，地图上未标明的隐藏危险，以及更容易地解决当前计算机无法做到的问题。

为此，《报告》提出了英国量子技术应用的5大领域。分别是原子钟、量子成像、量子传感和测量、量子计算和模拟以及量子通信。

1.原子钟，它是量子技术的一种。英国政府部门认为，英国曾在这一领域领先全球，当时与美国竞争开发第一台铯原子钟，但因为商业化推进不足，后来逐渐被美国赶超。《报告》认为，精准的计时支撑着我们的日常生活。许多我们生活中依赖的技术比如手机、互联网、卫星导航系统都需要依赖于原子钟精准的计时。

原子钟的应用领域广阔，英国政府在报告中提到了这个技术应用的5个场景，包括远程通信网络、电力输配网络、金融市场、雷达系统、新闻市场。举例来说，在金融市场，时间信号是同步交易和产生交易记录的关键。基于量子技术的计时可以满足金融市场同步的要求。

2.量子成像。尽管，照相机和图片修改技术已经非常普遍，但大多数的照片拍摄仍受制于灯光的有无，且是二维的。但真实的世界应该是三维和多光谱的。

量子成像是利用量子纠缠现象发展起来的一种新的成像技术。与经典光学成像只能在同一光路得到该物体的图像不同，量子成像可以在另一条并未放置物体的光路上再现该物体的空间分布信息。

量子成像技术可以使用几乎任何光源——荧光灯泡、激光甚至太阳，从而避免云、雾和烟等使常规成像技术无能为力的气象条件的干扰，获得更为清晰的图像。

《报告》认为，如果将这种技术运用好，能让我们看到原先看不到的世界。例如，使用量子成像技术，可以拍3D照片，能识别接近物体的光。这一技术的应用领域也非常广阔，可以给无人驾驶汽车提供独有的数据，在医疗保健、国防、安全、运输和制造领域得到应用。例如，可以帮助消防员在浓烟的灾难现场救灾，帮助工程师拍摄天然气泄漏等。

3.量子传感和测量。传感器对于构建万物互联的世界至关重要。相比现有的传感器，量子传感器的优势在于，它的技术能让传感器的敏感性、准确性和稳定性都提升多个数量级。这样一来，就可以将应用扩大到航空、气候、建筑、国防、能源、医疗保健、安全、运输和水域中。

量子传感和测量的应用场景

《报告》认为，英国可以从制造高端的量子传感器中受益，从而让测量的数据可视化。英国当前的传感器和仪表行业雇佣了73000人，每年贡献140亿英镑的价值。未来，基于传感数据服务会产生更多的价值，所以必须重视整个价值链。

在这一章节中，还着重介绍了量子传感领域中的重要应用——量子磁力仪在医疗保健中的应用。《报告》指出，因为量子磁力仪能提供更高灵敏度的测试，所需的基础设备数量又少，所以未来能在某些医疗保健领域发挥节约成本，提高功效的作用。比如用来治疗痴呆症、癌症、心脏疾病等。

4.量子计算和模拟。比起常规的计算机，量子计算机的计算处理能力能提升百亿亿倍。目前，各国在量子计算领域已经展开竞争。谷歌公布的量子计算机研究报告中称，它们计划明年增加至49量子比特。这是一个极为关键的门槛。有学者预计，在50量子比特左右，量子计算机就能达到“量子霸权”（quantum supremacy）。

《报告》称，英国在这一领域的长期目标是建立一个可以运行的大型通用量子计算机。

但目前量子计算机所能达到的量子比特数量有限，并且运行也不稳定。英国政府认为持续投入后，未来10年，人类能让量子计算机达到50-100量子比特的水平。

5.量子通信。人们从古代就希望己方的军情可以完全保密，直至今日，我们依旧渴望实现绝对的通信安全。作为世界顶尖的前沿科学技术，量子通信技术就能够非常完美的实现这一梦想。

量子通信技术应用随时间推进将会增长

一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。所有的微观粒子包括分子、原子、电子、光子，它们都是量子的一种表现形态。世界本身都是由微观粒子组成的。所以，某种意义而言，我们身处的这个世界就是由量子组成的。

量子的两个特性不容忽视，量子叠加原理和由量