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    2022年 第44卷 第1期    刊出日期:2022-02-25
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    本期封面
    《世界科技研究与发展》2022年第1期封面
    WORLD SCI-TECH R&D
    2022, 44(1):  0. 
    摘要 ( 101 )   PDF (3125KB) ( 133 )  
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    卷首篇
    洞见科技发展与竞争态势 服务科技创新高质量发展
    陈云伟
    2022, 44(1):  1-7.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.01.004
    摘要 ( 167 )   PDF (1069KB) ( 182 )  
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    新一轮科技革命和产业变革深入发展,新冠肺炎世纪疫情叠加,加速科技创新步伐并加剧了竞争。全球科技呈现出突破性快速发展态势,国际科技创新环境与竞争格局加速调整,我国科技整体实力也迈向系统性提升新阶段。同时,我国正迈入高质量发展新阶段,科技自立自强成为国家发展的战略支撑,现代化建设对科技创新提出五大战略需求,即科技强国目标需求,国际科技竞争需求,创新驱动发展需求,科技体系布局需求,经济社会发展需求。为此,我国要抓住机遇,迎接挑战,坚持科技创新六大高质量发展路径,即稳定支持基础研究,着力攻关核心技术,强化战略科技力量,壮大企业创新主体,夯实人才资源基础,改善科技创新生态。
    量子科技专题
    “量子科技”专题序言
    郭国平
    2022, 44(1):  10-11. 
    摘要 ( 67 )   PDF (758KB) ( 128 )  
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    近二十年美国量子信息科学战略中基础研究的政策部署和重要进展
    吕凤先 刘小平 贾夏利
    2022, 44(1):  12-24.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.11.005
    摘要 ( 169 )   PDF (1249KB) ( 347 )  
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    基础研究具有重要战略意义,受到世界主要国家的重视。本文以近二十年来美国发布的量子信息科学战略、计划、科技报告,部署的项目,以及取得的重要研究进展为研究对象,依据机构层面二十世纪九十年代至今的政策措施、国家层面2009年至今的政策措施,研究美国对量子信息科学基础研究的政策部署方法,基于《自然》和《科学》上发表的文章分析政策部署的成效。研究发现,机构与国家始终将基础研究作为研发投入的重点;机构和国家都强调融合:机构层面的融合聚焦在多学科融合、不同资助部门之间的协同资助、兼顾基础研究与科技成果转化,国家层面的融合强调大学、行业与联邦机构等各利益相关者之间的协调;美国建立了量子信息科学较为完善的管理体系。在该领域的重要进展体现了克服更高层次挑战、衍生新研究方向等特点,以及政策部署扩展研究规模和深度的积极作用。通过上述分析,结合我国在量子信息科学领域的发展现状,本文提出了我国需要集中力量发展的若干优势领域与关键领域,可为我国正在进行的量子信息科学重大项目实施方案编制与国家实验室建设提供参考。
    欧盟量子技术战略研究及启示
    邹丽雪 刘艳丽
    2022, 44(1):  25-34.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.08.006
    摘要 ( 262 )   PDF (967KB) ( 452 )  
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    量子技术将对社会和经济产生重大影响,欧盟启动量子技术旗舰计划,通过量子技术旗舰计划战略研究议程制定详细发展路线,加速量子研究成果的商业应用。本文研究了欧盟量子旗舰的发展历程、四大应用领域的挑战与发展路线、科技资源、创新生态系统,充分分析欧盟量子技术旗舰计划的战略部署。首先,梳理了量子技术旗舰计划的发展历程。其次,分析了欧洲在量子通信、量子计算、量子模拟、量子传感和测量等四个应用领域的挑战及发展路线。随后,分析了欧盟为支持量子技术旗舰计划实施,对科学资源和技术资源的配置。然后,从确定量子技术用例和需求规范、提供基础设施和供应链、促进新产品和服务发展和教育培训四个方面分析了欧盟构建创新生态系统的挑战与举措。最后,提出欧盟量子技术旗舰计划的实施为中国带来的启示。建议中国制定量子技术发展路线,优化科技资源;构建量子创新生态系统,加速量子技术商业化应用;加快制定量子通信相关标准;加强量子相关教育与培训。
    中美量子计算研发现状对比分析及启示
    于杰平 王丽
    2022, 44(1):  35-45.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.11.002
    摘要 ( 313 )   PDF (1775KB) ( 394 )  
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    量子计算在解决某些问题时的算力远超传统计算,兼具巨大的商业和军事应用潜力,是各国必争的战略领域。本文通过梳理和分析中美两国在量子计算领域的政策和研发现状来为我国推进量子计算发展提供参考。首先,分析了中美量子计算领域近期重要科技规划:美国重视战略部署和顶层设计,有效发挥国家战略科技力量优势;我国国家战略层面高度关注,科技计划支持力度逐步加大。其次,采用LDA主题模型对论文进行文本挖掘,对比分析中美量子计算领域的基础研究差异。再次,介绍了中美量子计算产业的最新进展:美国量子计算产业发展迅速,我国量子计算产业布局稍显薄弱。最后,为我国未来量子计算的创新发展提出了四点建议:加强顶层规划,引导量子计算快速发展;发挥优势方向的带动作用,评估未来关键技术问题予以重点布局;构建量子计算研发生态系统,促进量子计算产业发展;加强军民融合研究,保障国家安全。
    量子传感与测量领域国际发展态势分析
    徐婧 唐川 杨况骏瑜
    2022, 44(1):  46-58.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.12.008
    摘要 ( 268 )   PDF (1264KB) ( 1014 )  
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    作为量子信息技术的重要发展方向之一,量子传感与测量可实现跨越式的超高精度测量,并在特定环境抵御噪声干扰,在地质勘测、空间探测、惯性制导和材料分析等重要领域具有广阔的发展和应用前景。本文梳理了近年来欧美等主要科技强国在该领域的重要战略规划与项目部署;并就量子传感与测量五大子领域的发展现状与趋势进行深入分析;最后,对我国提出了三条建议,包括以国家实验室为依托,明确重点研发方向,加快核心技术协同攻关;建立合作平台与机制,推进产业生态环境建设;重视复合型人才培养和对基础研究的长期支持。
    全球量子传感发展态势分析
    蒿巧利 赵晏强 李印结
    2022, 44(1):  59-68.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.10.004
    摘要 ( 228 )   PDF (2263KB) ( 355 )  
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    以量子信息科学的重要分支——量子传感为研究对象,结合文献计量和典型调查法,探究量子传感领域的战略布局及研究方向。研究表明,量子传感近十年发展迅速,发文数量、研究人员数量均快速增加,研究热度持续攀升。宏观层面:美国、德国、中国、日本、英国等国家竞争激烈,美德英日等相继推出国家战略规划引导量子传感研发。中观层面:乌尔姆大学、麻省理工学院、中国科学技术大学等发文数量居全球前三;乌尔姆大学、哈佛大学和麻省理工学院等在发文机构的合作网络中处于核心地位;以乌尔姆大学为代表的主要机构多重视固体单光子源研究,注重学科交叉、科研合作。研究方向演化方面:近十年基于冷原子体系的量子传感依然保持着较高的研究热度,同时基于固态单光子源的量子传感迅速成为研究热点。
    国际量子密码技术专利发展态势与热点分析
    李非凡
    2022, 44(1):  69-80.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.01.002
    摘要 ( 192 )   PDF (2761KB) ( 257 )  
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    随着互联网信息技术日新月异的发展以及量子时代的不断迫近,各国对量子密码技术研究的重视程度越来越高。量子密码技术专利数据可以很好地反映一个国家在量子密码领域技术的进展和成果,揭示国家的科技实力和国防力量。本文对量子密码技术专利进行深入分析,以期全面揭示量子密码技术的研发现状、研发热点、技术布局及竞争格局等。研究结果表明,从2011年开始,量子密码技术专利申请量高速增长,目前处于快速增长期;中国是全球量子密码技术研究的主要阵地,其次是美国和日本;国际上排名前三位的申请机构依次为中国的科大国盾、美国的MagiQ科技公司和日本的电气株式会社;技术方向为密钥分配、光子量子通信;技术热点集中在量子密钥分发、量子纠缠、量子安全直接通信和量子秘密共享等。分析结果可为我国量子密码技术研究提供参考,为我国知识产权保护提供建议。
    科技态势与趋势
    引力波探测领域研究态势及热点分析
    闫亚飞
    2022, 44(1):  81-95.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.12.002
    摘要 ( 143 )   PDF (1829KB) ( 176 )  
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    对宇宙中的引力波进行探测,可以帮助人类发现天体源深处和高密度部分所发生物理过程的完整信息,并绘制全新的“天体分布太空图”;激光干涉仪引力波探测器的发展提升了全球范围内的引力波探测研究热度。美国、德国、英国、法国、意大利、日本、澳大利亚、印度和中国等国家纷纷设立了引力波探测计划和项目,并开展了大量的研究工作。本文基于文献计量学的视角,分析引力波探测领域研究的发展历程、主要研究国家、重点机构、基金资助机构和研究热点。通过分析可以看到,引力波探测领域年度发文呈现逐年上升趋势,美国、德国、英国和意大利是主要发文国家,发文数量排在前4位。美国在该领域的发文数量最多,占全球发文总量的41.7%。美国在该领域的研发机构也最多,TOP50机构中有48%的机构来自美国。该领域的科研合作非常密切,整体呈现5大区域性合作网络,分别为美国合作网络、中国与澳大利亚合作网络、日本合作网络、德国与英国合作网络。目前该领域的研究热点主要集中在引力波源研究、引力波探测数据研究、引力波探测装置研究、引力波产生机理研究和引力波观测对象研究等方面。
    全球心肌损伤修复领域发展态势分析
    迟培娟 李东巧 李佳音 戴建武 杨艳萍
    2022, 44(1):  96-107.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.08.008
    摘要 ( 101 )   PDF (2015KB) ( 136 )  
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    本文以论文和专利代表心肌损伤修复领域科技创新成果,深入分析全球心肌损伤修复领域竞争态势和研发趋势,为我国研判相关领域发展形势提供借鉴。研究发现,全球心肌损伤修复领域发表论文和申请专利的数量总体呈现增长趋势。美国是该领域的佼佼者,中国的研发实力有待于进一步提升。美国和中国相关研究成果数量分列全球第一和第二位。美国论文和专利的影响力均十分突出,且核心论文和核心专利数量居全球首位。中国论文和专利的综合影响力不及欧美等发达国家/地区,但核心论文和核心专利数量仅次于美国。德国、日本和意大利等发达国家的论文影响力或专利影响力较为突出。该领域主要研发机构以发达国家的企业和大学为主,中国企业参与较少。美国的华盛顿大学、麻省理工学院、杜克大学和哈佛大学发表论文数量较多且论文影响力较高,美国的美力敦公司和雅培心血管系统公司等机构申请的专利数量较多且专利价值较高。心肌损伤修复领域的研究热点包括细胞修复、生物材料开发和心肌损伤修复机理研究等。核心论文和核心专利的研究内容也主要围绕干细胞诱导分化机理、水凝胶和纳米等新型材料开发等。该领域未来将以跨学科发展为主。
    21世纪以来美国制造业演变特点及其启示
    韩文艳 熊永兰 张志强
    2022, 44(1):  108-127.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.04.001
    摘要 ( 486 )   PDF (2606KB) ( 516 )  
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    工业革命以来制造业是国民经济的支柱产业。在经济全球化和科技全球化的竞争发展中,产业链全球化分工,其中制造业尤其是高端制造业对于一国构建现代产业体系、增强国际竞争力具有重要意义,作为制造业龙头的高端制造业成为科技强国争夺的关键核心技术产业。文章以美国为研究对象,分析了2000—2018年间制造业及其细分行业的发展现状和产业演变特点。研究发现,美国制造业演变过程中经历了“空心化”再到回流的转变,高端先进制造业不断优化升级,传统基础产业长期保持其优势,国家顶层设计、科技创新、良好创新生态对制造业发展具有重要驱动作用,其中化工产品、计算机及电子产品和交通装备制造业属于优势行业。美国制造业发展对我国可借鉴经验和启示是,从先进制造业集群建设、创新生态系统构建、制造业结构优化升级、科技创新投入、制造业与服务业融合发展以及知名品牌打造等方面推动制造业高质量发展,助力制造强国战略的实施。
    科技创新案例
    德国研究基金会在地球科学领域的资助布局及其启示
    姜维
    2022, 44(1):  128-134.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.08.003
    摘要 ( 143 )   PDF (1129KB) ( 158 )  
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    德国研究基金会是德国独立的科研资助机构,在世界范围内享有很高的声誉。本文系统分析了近50年来德国研究基金会在地球科学领域的资助布局,包括9922个项目及子课题。研究发现,气候研究和海洋研究是最受关注的研究重点和前沿领域。其资助布局呈现出以下特点:立足全球变化背景,把握学科发展方向;紧跟技术创新发展,鼓励交叉学科研究;关注人类社会变革,重视人地关系和谐;拥有全球视野,拓宽研究区域。结合“十四五”期间国家自然科学基金地球科学部的顶层设计,德国研究基金会的资助布局对我国地球科学未来发展提供的启示包括:推动气候科学研究向深度与广度发展,加大力度支持海洋研究,鼓励在科学研究中新兴技术手段的应用,强调自主技术与方法的创新以突破“卡脖子”问题,重视交叉学科研究的萌生与发展,拓展研究区域并加深与国外高水平科研机构的合作力度。
    挪威研究理事会现状分析及启示建议
    任真 任娇菡 李文聪 徐进
    2022, 44(1):  135-144.  doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.06.003
    摘要 ( 113 )   PDF (927KB) ( 101 )  
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    本文介绍了挪威研究理事会的使命定位、发展历程、组织架构和经费预算等机构概况,梳理总结了该理事会以国家需求为导向开展顶层设计和优先发展科研基础设施的发展战略,分析了挪威研究理事会设立的卓越中心项目、究型创新中心项目、创新与商业化项目、人才项目等的资助项目布局与特点,以及该理事会与欧盟、北欧次区域、欧盟以外国家的国际科技合作情况。研究发现,挪威研究理事会聚焦生物医药、能源、环境、海洋、信息等重点领域,重视长期、稳定的科研投入和科研基础设施建设,以组织化的研究平台为纽带构建产学研合作联盟,重视科技人才队伍建设和国际科技合作。最后,针对在当前的国际局势下我国如何开展对挪科技合作,以及借鉴挪威经验完善我国科学资助机构的资助机制和加强我国创新型省份建设提出三点建议。