文/Michael Baczyk

对于光学与光子学领域的专业人士而言，量子技术的发展既带来了挑战，也创造了机遇。作为量子系统的关键支撑技术，光学技术在量子计算、量子通信和量子传感中处于核心地位。本文将基于全球量子情报公司的 PESTEL框架分析，探索全球量子技术领域的发展格局，深入了解政治、经济、社会、技术、环境和法律等因素将如何塑造量子行业，以及这对光学与光子学专业人士意味着什么。

政治层面：地缘政治与国家战略

量子技术已成为主要国家的战略重点。美国 、中国和欧洲都已经启动了数十亿美元规模的国家量子计划。 

在美国，《国家量子倡议法案》（2018 年）规划了多个机构的量子研发工作，在五年内拨款 12.75 亿美元。2022 年的《芯片与科学法案》进一步扩大了资金投入，并且民主和共和两党对量子技术的支持力度持续强劲，2024 年还推出了诸如《国防量子加速法案》等新举措。 

欧盟通过诸如欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）倡议等项目来协调各方努力，将量子元素融入更广泛的技术战略之中。

中国已经将量子技术纳入其五年经济规划，引导公共和私人资源投入到像“墨子号”量子卫星这样的关键项目。 

英国、加拿大、日本、澳大利亚等国也在投入大量资源来构建国家的量子能力。 

这些计划都强调技术主权，各国政府纷纷对量子研发进行投资，以确保国家安全和经济竞争力。美国和中国在量子技术领域展开了争夺领导地位的竞赛，特别是在量子计算和量子通信方面；而欧洲则通过强大的公私合作来寻求技术独立。地缘政治的紧张局势导致了对量子技术出口的限制，尤其是针对中国，因为西方国家试图借此保障自身供应链安全。这种环境为全球运营的企业带来了风险，但同时也在国家量子生态系统内创造了资金和合作机会。

经济层面：投资与商业化趋势 

量子技术领域的公共和私人资金投入正在稳步增长，风险投资和政府拨款为初创企业和大型科技公司提供了发展动力。美国在私人投资方面处于领先地位，IBM、谷歌和微软等主要企业都深度涉足量子计算领域。欧洲更多地依赖政府资助的产学研合作，而中国则采用国家驱动的方式，将量子研究融入其更广泛的产业战略中。 

量子技术的商业化进程正在加速，量子计算公司正在与从制药到金融等各个行业建立合作关系。量子传感应用（如医学成像和地球物理）正进入早期市场，而量子通信则通过基于卫星的网络和安全加密协议不断取得进展。这一不断扩大的市场创造了供应链机遇，尤其是对于那些提供激光、低温学和光子学组件等支撑技术的公司而言。 

在加拿大，《国家量子战略（2023 年）》设定了长期愿景，预计到 2040 年将产生1424亿加元（9960万美元）的经济影响。澳大利亚的国家重建基金为量子及其他关键技术拨款 10 亿澳元（6.27 亿美元），旨在使该国成为量子传感与量子计算领域的核心参与者。总体而言，量子产业中心正在不断涌现，比如加拿大滑铁卢的量子谷、德国慕尼黑量子谷、英国量子产业中心以及日本的国家量子中心等，这些都有助于推动量子技术的商业化进程。

社会层面：人才与劳动力挑战 

量子技术发展面临的最大障碍之一是技能差距。对量子技术人才的需求超过了供给，企业很难找到量子硬件、算法和工程方面的专家。各国政府正通过教育举措来应对这一挑战，例如美国的国家 Q-12 教育合作计划、英国11亿英镑（13 亿美元）的培训计划，以及德国专门的量子硕士课程。 

对于光子学专业人士而言，这既带来了挑战，也带来了优势。随着企业加大对量子技术的投入，那些在光学、激光和量子力学方面具备专业知识的人才将备受青睐。将量子原理融入工程项目，也将创造新的职业发展路径，并使量子知识成为一项越来越有价值的技能。

技术层面：支撑技术与产业融合 

许多量子计算平台，如囚禁离子、中性原子量子处理器等，都依赖高性能激光器来实现量子比特的控制和读出。量子通信网络需要精确的单光子源和探测器，而量子传感器则利用超灵敏的光学和原子测量技术。 

除了基础研究，量子技术商业化还依赖于可扩展的制造。生产光子集成电路（PIC）、高稳定性激光源和量子兼容探测器的公司，对于该行业的发展至关重要。光子学不仅促进了量子技术的发展，而且它正在成为量子技术的核心产业之一。

环境层面：可持续性与能源考量 

量子技术既存在环境成本，也带来了环境效益。许多量子计算机需要低温冷却，这会消耗大量能源。但量子技术的突破也有望为可持续发展和气候技术提供解决方案。量子模拟有助于研发更好的电池材料。而且量子传感器能够以前所未有的精度检测水位变化、污染和地震活动，从而加强环境监测。

法律层面：知识产权与监管考量 

量子技术的快速发展带来了法律挑战，尤其是在知识产权（IP）和国际贸易法规方面。量子创新的专利竞赛日益激烈，中国在量子通信专利方面处于领先地位，而美国和欧洲则在量子计算知识产权方面展开竞争。 

出口管制也在不断收紧。美国和欧盟已经对向某些国家出售高性能量子计算和量子加密技术实施限制。开发量子支撑技术的公司必须了解这些法规，因为它们可能会影响国际商业机会和供应链物流。

抓住量子领域的机遇：对光学与光子学行业意味着什么？

量子技术不再仅仅是一个研究课题，它正发展成为一个全球性产业，而光学与光子学专业人士是其发展的核心力量。激光器和光学组件对于量子计算、量子通信和量子传感不可或缺。那些抓住量子技术驱动的机遇、投资人才培养并在不断增长的量子供应链中找准定位的公司，将有望引领新一轮的技术革命。

随着量子技术从研究实验室向工业规模制造的转变，提供高质量、高性价比的量子级光学组件的公司将获得竞争优势。全球各国政府都在提供资金和监管支持，因此，对于光子学企业来说，及时了解相关信息并相应调整战略至关重要。