量子技术是尖端技术的核心，也是当前中美高新技术竞争的主要领域之一。与中美相比，韩国量子技术水平较低，为强化竞争力，韩国政府专门于2021年11月在国家科学技术咨询会议下设量子技术特别委员会，并审议通过《韩国量子技术现状和支持方向》，希望能够缩小与发达国家的技术差距，奠定量子技术在经济、产业、安全方面的应用基础。结合韩政府于2021年4月制定的《量子技术研发投资战略》，未来韩国发展量子技术的主要方向为：加强量子计算、量子通信和量子传感领域的突破性原创研究；培养和吸引专业人才；夯实量子芯片代工厂、虚拟机、测试平台等相关基础；推动量子技术应用于产业创新等。
一、韩国量子技术水平
目前，与发达国家相比，韩国量子技术发展水平相对较低，属于追赶阶段，具体体现在以下三个方面。一是，韩国量子技术水平较低，约为发达国家（美国）技术水平的81%，这是韩国所有信息通信技术中水平最低的，低于ICT技术的87.4%、移动通信技术的97.8%和人工智能技术的87.4%。二是，量子技术尚未形成产业，人才培养体系也不健全。据估算，韩国国内量子技术核心科研人员仅有150名左右，由于较高的学术难度、未形成产业等，吸引国内外人才较为困难。三是，投入不足，且缺乏战略性。近期，韩国量子技术投入虽然呈增加趋势，但与发达国家及新兴国家相比规模仍然较小，且缺乏战略性。韩国2021年对量子技术领域的投入为328亿韩元（约合2800万美元），而美国年均投入高达2.2亿美元，中国投入可能在1.4~8.4亿美元之间。
二、发展目标
到2030年，韩国应进入量子技术四大强国行列。在此总体目标之下，韩国政府还设立了三大阶段性目标。第一阶段为2021—2024年，为人才培养、开发关键技术奠定基础；第二阶段为2025—2030年，对关键技术进行可行性验证；第三阶段为2021—2035年，推动量子技术商业化。
三、核心发展方向
1. 加强挑战性原创研究
在量子计算方面，韩国将：加强关键核心技术研发，如量子处理器、错误修正、算法、应用软件、系统技术等；构建韩国量子计算系统，推动与其他自主开发的程序联动，并不断进行系统优化升级。具体来看，2022—2024年将致力于开发50个量子比特的量子计算系统；2026—2028年，将致力于利用韩国国内自主元器件构建量子计算系统；2030年后将推动实现量子计算商业化。
在量子通信方面，韩国有线量子密码通信技术具备与发达国家同等的竞争力，韩国将：继续优化有线量子密码通信技术性能，并抢占国际标准，以保持技术优势；强化无线量子密码通信技术开发，扩大无线量子密码通信覆盖范围；建设量子网络。具体来看，韩国计划到2026年，使量子通信无人机飞行高度达到数千米；到2030年，使量子通信飞机飞行高度达到20千米；到2031年，使量子通信卫星高度达到160千米到2000千米。
在量子传感方面，韩国将：以与高新产业关联性较高的领域为核心，进行需求定制型研发，并形成研究和产业化间的良性循环。具体技术目标详见表1。
表1 量子传感技术目标
分类
磁场传感器
惯性传感器
图像传感器
研发目标
开发空间分辨率为现有传感器100倍以上的磁场探测传感器
开发精密度为现有传感器10倍以上的快速探测传感器
达到光学显微镜10倍以上的分辨率，并能够对无法进行可视观察的对象进行传感
应用领域
半导体元器件漏电情况探测、微小癌和脑部疾病检查
使用量子罗盘和重力地图进行无GPS导航、资源探测和自然灾害预测等
半导体设计、用于医疗和微生物观察的量子显微镜、超长距离量子雷达等
2. 培养和吸引专业人才，为国内外合作奠定基础
在人才培养方面，韩国计划到2030年培养出1000名量子专业人才。具体包括：面向初高中生进行量子技术相关基础教育，培育量子人才；面向国内硕士、博士后科研人员，提供国内外优秀大学、企业、研究机构的研究课题和专业培训课程；面向博士开设理论学习、实习、项目研究等于一体的专业课程；向发达国家派遣青年研究人员（硕士、博士、博士后），使其参与到海外研发项目中，同时制定海外硕士招聘计划。
在产学研合作方面，韩国将：集结产学研各界力量，建立分工合作体系。具体来看，将以具有专业人才和设施的政府拨款研究机构为对象，设立量子计算、量子通信和量子传感3大领域的量子中心，并让大学和产业界作为合作机构参与进来，共同构建量子技术研究与教育培训的有机支持体系。
3. 夯实量子技术研究相关基础
在研究基础设施方面，韩国将：迅速建成拥有优质设备和最高工艺技术的量子芯片代工厂（详见表2），为产学研共同开展研究提供支持；从2021年开始启动建设和共享量子虚拟机；从2025年开始共享基于量子计算系统的试验平台。
表2量子芯片代工厂概要
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时间和预算 |
2020—2024年/235亿韩元（约合1.3亿人民币） |
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位置和规模 |
韩国纳米技术院和成均馆大学/470平方米 |
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主要设备 |
沉积、曝光、蚀刻、后处理设备等 |
在量子元器件相关工艺方面，韩国将：建设配备高标准复杂工艺设备的量子专用实验室，支持制作用于研究的量子元器件。
4. 推动量子技术应用与产业创新
首先，韩国将致力于发现阻碍量子技术应用与产业创新的主要问题。对此，将：构建产学研各界广泛参与的政民合作伙伴关系，发掘学术难题，如化合物结构、高能量密度物理学、新药开发、电池设计、飞行器设计、埋设物探知等；设立“量子技术旗舰项目”，利用量子技术（包括计算、通信和传感等）促进产业创新，以创造出更多应用成果，解决经济社会难题。
其次，韩国将推动量子技术在半导体、汽车、电池等支柱产业领域的应用，详见表3。
表3量子技术主要应用方向
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领域 |
半导体 |
医疗和新药 | 安全和国防 |
汽车和物流 |
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应用方向 |
优化半导体工艺；设计半导体精细结构。 |
分析DNA结构，开发新药；用于精密核磁共振成像和微小癌诊断。 |
应对和防御网络攻击；用于量子无人机作战地区的无线量子密码通信。 |
应对和防御网络攻击；用于量子无人机作战地区的无线量子密码通信。优化交通和物流路线；开发车用量子雷达。 |
第三，韩国将推动量子技术商业化进程。对此，韩国将制定知识产权战略，并积极参与量子国际标准化组织的活动，推动量子技术研发，支持创业，进而推动量子相关产业发展。
四、保障措施
1. 成立量子技术特别委员会
为快速实现技术追赶，优化研究生态系统，并构建从技术开发到产业应用的全周期决策体系，韩国政府于2021年11月决定在国家科学技术咨询会议（韩国科技创新领域最高决策与咨询机构）下设量子技术特别委员会。其主要职能是：审议和调整量子技术领域的主要发展战略与计划；协调相关部门和事项，构建和实行量子技术领域支持和合作体系；为在产业领域、公共领域、国防安全领域应用量子技术制定相关政策。
2. 确保研发投入
2022—2026年，韩国政府将投入490亿韩元用于量子计算相关研发，致力于开发出50个量子比特的量子计算系统；2023—2027年将通过创新挑战项目（韩国于2020年设立的颠覆性技术研发项目）开发新材料，并利用量子模拟开展研究。2022—2026年将投入478亿韩元开发用于量子设备间通信的有线和无线量子网络核心技术；2022—2025年将投入100亿韩元将开发高新产业需求定制型量子传感技术。
