石油王国也有量子雄心?沙特阿拉伯发布报告,阐述量子时代的愿景与路线

近日,沙特阿拉伯第四次工业革命中心(C4IR Saudi Arabia)发布报告《沙特阿拉伯量子经济格局》(Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia),详细分析了沙特阿拉伯当前的量子科技发展水平及未来的发展路线,确定了量子技术领域的关键利益相关者和创新举措,还探讨了量子技术对各个领域的潜在影响。

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图:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia

来源:C4IR Saudi Arabia


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沙特阿拉伯当前的量子科技发展格局:

合作频繁,全面发力

战略规划方面,沙特阿拉伯已深刻认识到量子技术的变革潜力,将其视为推动经济多元化、增强国家安全和提升社会福祉的关键力量。沙特阿拉伯率先试点世界经济论坛的量子经济蓝图,由沙特阿拉伯第四次工业革命中心与世界经济论坛合作发起量子经济倡议,整合各方力量制定国家量子路线图,全力打造量子创新、研究和商业应用的枢纽,以契合国家长远发展愿景。

人才培养与发展上,沙特阿拉伯正在逐步构建涵盖不同教育阶段的量子人才培养体系。据报告介绍,教育的长期阶段注重激发中小学生对量子科学及相关STEM领域的兴趣;中期阶段,各高校纷纷加强量子相关课程与研究项目建设,如法赫德国王石油与矿产大学、阿卜杜拉国王科技大学等多所高校均开设了量子计算、量子通信等专业课程及学位项目;短期阶段,计划通过实习、专业培训、产学研合作等方式提升行业人员技能。但目前早期教育阶段的全国性培养计划尚不完善,仍需进一步强化各阶段协同,满足量子领域快速增长的人才需求。

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图:量子人才管道-从早期教育到高级专业化

来源:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia


研发投入与成果产出方面,相较量子技术领先国家,沙特阿拉伯的H指数还处于较低水平,但国内众多研究机构和高校对量子技术的研究兴趣浓厚,研究涵盖量子计算、通信、传感、密码学等多个领域,且相关论文、会议报告及期刊文章数量呈上升趋势。部分高校和机构还积极建设量子实验室,如法赫德国王石油与矿产大学的高性能和量子计算实验室等,为研发提供有力支撑。

硬件基础设施建设上,沙特阿拉伯认为硬件对于量子科技发展具有关键意义,已计划建设量子硬件铸造厂Quantum Foundry,目前具备在KACST和KAUST建设相关设施的基础。同时,通过与国际企业合作,如沙特阿美与Pasqal合作引进量子计算机,沙特阿拉伯正在逐步完善硬件生态,助力量子技术研发与应用落地。

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图:沙特大学当前与量子相关的课程和项目

来源:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia


合作与商业化领域,沙特阿拉伯积极开展多元合作。公私部门及学术界携手共进,沙特阿美与IBM、D-Wave等企业分别合作建立创新中心、探索能源领域量子应用;NEOM与Arqit 联合开发量子安全系统;C4IR Saudi Arabia与世界经济论坛UpLink平台合作举办“Quantum for Society Challenge”,鼓励用量子技术解决社会与环境问题,加速量子科技商业化进程。

报告指出,沙特阿拉伯在量子技术发展道路上稳步迈进,虽面临人才短缺、商业应用不足等挑战,但凭借战略规划、研发投入与合作创新等举措,正逐步在全球量子技术版图中崭露头角,未来有望成为重要的量子技术力量。

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前景广阔,险阻重重

人才短缺

量子技术是高度专业化领域,沙特阿拉伯目前的量子科学家和工程师数量有限,难以满足快速发展需求。与全球领先国家相比,在人才储备上差距明显。此外,在早期教育阶段缺乏系统的量子知识普及与兴趣培养计划,致使基础人才储备不足。

高校和研究机构虽然在不断加强量子课程与研究项目建设,但短期内难以改变人才匮乏现状,且在全球人才竞争中,沙特阿拉伯吸引和留住高端人才面临巨大压力,如领先的国家会提供更优厚待遇和良好的科研环境。

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图:沙特阿拉伯量子技术格局的SWOT分析

来源:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia


研发基础薄弱

沙特阿拉伯在量子技术方面的H指数相对较低,反映出其在研究成果的数量和影响力上与先进国家存在明显差距。尽管研究项目数量呈上升趋势,但现有研究实力仍然不足。

研究所需的专业实验室数量有限,限制了实验研究的深度、广度,许多先进的量子相关实验难以开展,影响了技术突破的速度和质量。

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图:2010年至2024年期间沙特大学和研究机构在量子相关技术方面的出版物、会议和期刊数量

来源:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia


产业生态不成熟

沙特阿拉伯的量子产业处于起步阶段,商业应用少,难以吸引大量投资,没有形成完善的产业链,从硬件制造到软件应用的各个环节都有待发展。由于缺乏成熟的商业应用案例,企业对量子技术的投入较为谨慎,使得量子技术的产业化进程缓慢,难以形成规模效应和自我发展的良性循环。

国际竞争压力大

在全球竞争格局中,沙特阿拉伯面临着巨大压力。许多国家已在量子技术领域深耕多年,建立了完备的量子研究计划和产业体系,如美国、中国、欧盟等。沙特阿拉伯作为后发者,在技术积累、研发经验和产业基础等方面与这些国家存在较大差距。全球量子技术人才的激烈争夺也使沙特阿拉伯在人才引进上困难重重,同时,复杂多变的地缘政治形势给技术交流与合作带来诸多阻碍,限制了沙特阿拉伯获取国际先进技术和资源的渠道,进一步加大了其在全球量子技术竞争中突围的难度。

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未来路线图

构建全面且连贯的教育体系

从基础教育抓起,在中小学阶段融入量子科学基础知识与趣味实验,激发学生兴趣,培养早期认知。在高等教育领域,持续加大对高校量子相关专业建设的投入,设立更多涵盖量子计算、通信、传感等方向的学位课程与研究项目。鼓励高校与国际顶尖学术机构联合办学或开展学生交换项目,拓宽学生国际视野,提升学术水平。同时,为在职人员提供丰富多样的量子技术培训课程与进修机会,促进跨学科人才向量子领域转型,确保人才梯队的可持续发展,满足量子产业不断增长的人力需求。

强化各方合作,打造协同创新平台

研发投入与创新推动上,沙特阿拉伯需进一步强化政府、企业与科研机构的合作。政府应设立专项研发基金,增加对量子技术基础研究和应用研究的资金支持,鼓励科研人员探索前沿领域,如量子纠错、量子算法优化、新材料在量子技术中的应用等。需建立国家级量子研究中心,整合各方资源,打造协同创新平台,集中攻克关键技术难题。企业要加大研发投入比例,特别是沙特阿美等行业巨头,应围绕自身业务需求,如能源勘探、化工生产等,开展量子技术应用研发,加速技术成果转化,提升产业竞争力。

全力推进硬件铸造厂的建设与完善

确保其具备先进的光刻、蚀刻、沉积等设备,满足从芯片设计到量子器件制造的全流程需求。利用现有半导体产业基础,促进半导体与量子技术产业融合,实现技术与人才的无缝对接。加强与国际硬件制造商合作,引进先进技术与设备,提升国内硬件制造水平,保障量子技术研发与应用有坚实的硬件支撑。

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图:Quantum foundry的主要组件及其在沙特阿拉伯的可用状态

来源:Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia


深化公私合作模式

政府出台优惠政策,鼓励企业参与量子技术商业化项目,推动量子技术在能源、金融、医疗、通信等重点行业的应用试点与推广。例如,在能源领域,利用量子计算优化能源资源分配与生产流程;在金融领域,开发量子加密技术保障交易安全、运用量子算法提升风险评估与投资决策效率。

加速融入全球量子产业链

积极参与国际量子产业标准制定,加强与全球量子企业建立战略联盟,融入全球产业链,提升沙特阿拉伯在国际量子产业中的地位与话语权。

提升公众认知水平

开展广泛的科普宣传活动,利用媒体、科技馆、学术讲座等渠道,向公众普及量子技术知识与应用前景,提升社会整体认知度。同时,建立量子技术伦理审查机制,在研发与应用过程中充分考量技术可能带来的社会、法律与伦理影响,确保量子技术的健康、可持续发展,实现技术进步与社会福祉的平衡增长。

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关于沙特阿拉伯第四次工业革命中心

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沙特阿拉伯第四次工业革命中心(C4IR Saudi Arabia)是一个智库,目标是通过制定和实施针对新兴技术治理的实用且适应性强的协议,推动第四次工业革命在沙特阿拉伯的实现。

沙特阿拉伯第四次工业革命中心是全球众多世界经济论坛附属中心之一,这些中心共同构成了第四次工业革命中心网络。该网络将全球各地的中心连接起来,促进国际合作,致力于为可扩展技术治理框架的开发和测试带来具体的多方利益相关者成果。

参考链接

[1]https://www.c4irsaudiarabia.org/docs/Quantum Economy Landscape in Saudi Arabia  (23).pdf

[2]https://www.c4irsaudiarabia.org/home

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