偉大的科技競爭：中國vs.美國

一、導 言

中美大博弈是21世紀的歷史主旋律，博弈幾乎在每一個重要領域同時展開，普遍受到高度關注的主要有國內生產毛額（GDP）、工業能力、軍事、太空等，但所有這些，最終極大程度上又都取決於科技。

2021年12月，哈佛大學肯尼迪學院貝爾弗科學和國家事務中心發佈了一份報告：《偉大的科技競爭：中國對美國》，領銜主筆的是曾任美國國防部助理部長、前貝爾弗中心主任，《注定一戰：美國與中國能否逃脫修昔底德陷阱？》一書的作者格雷厄姆．艾利森（Graham Allison）教授。該報告對過去20年以來中美兩國在人工智能（AI）、5G、量子信息科學、半導體、生物技術、綠色能源等領域的競爭進行了分析與預測。

1999年，美國國家科學、工程和醫學科學院對未來幾十年進行了一場奧林匹克預演，其國家研究委員會設想，在未來，中國幾乎無關緊要。《時代》雜誌的特刊《超越2000年》自信地斷言：「中國在21世紀不可能成為工業巨頭。它的人口太多，國內生產總值太少。」由於人均收入與圭亞那和菲律賓大致相當，大多數中國人沒有足夠的錢購買先進的技術產品－－更不用說發明它們的資源。

到了2010年，這種情況開始改變。中國已經成長為跨國公司的低成本製造基地，並正在成為世界大眾市場商品的製造工廠。但是，當時中國在很大程度上只能模仿，不能創新。中國的山寨軟件和山寨電子產品充斥，被世人稱為「山寨王國」。以至於微軟放棄了阻止盜版Windows4的努力。

如今，中國迅速崛起，它已經取代美國成為世上最大的高科技製造商，2020年生產了2.5億台計算機，2,500萬輛汽車和15億部智能手機。除了成為製造業強國外，在21世紀基礎技術如人工智能（AI）、5G、量子信息科學、半導體、生物技術和綠色能源等領域，中國已成為嚴重競爭對手。在一些比賽中，它已經成為第一名。在其他領域，按照目前發展趨勢，也將在未來10年內超過美國。

中國國家主席習近平曾宣稱，「技術創新已成為全球競爭的主戰場，爭奪技術主導地位的競爭空前激烈。」中國政府最近的五年計劃強調需要「發展本土能力，減少對外國技術的依賴，推進新興技術」，確定了績效指標，為成果設定了最後期限，並要求省級和地方政府對交付成果負責。

領導谷歌成為世界領先科技公司之一的埃里克．施密特（Eric Schmidt）直言不諱地指出，「許多美國人對中國的看法已經過時」，他認為「美國現在面臨中國這個經濟和軍事競爭對手，它正在積極試圖關閉我們在新興技術領域的領先地位。」他評估：「除非這些趨勢改變，否則在21世紀30年代，我們將與一個經濟規模更大、研發投資更多、研究水平更高、新技術部署更廣泛、計算基礎設施更強大的國家競爭。」

二、各項關鍵領域技術競賽評估

為了評估技術競賽的狀況，《偉大的科技競爭：中國對美國》這份報告考察了過去20年來美國和中國在每項關鍵技術上取得的進展：

人工智能

在未來10年可能對經濟和安全產生最大影響的先進技術－－人工智能領域，埃里克．施密特毫不含糊地表示：中國現在是「全方位的同行競爭對手」。事實上，在許多比賽中，中國已經超過美國，成為無可爭議的世界第一。

在語音技術方面，包括英語在內的所有語言上，中國公司都在超越美國公司。全球最大的語音識別初創企業－－中國的科大訊飛（iFlytek）已經擁有七億用戶，幾乎是蘋果Siri用戶的兩倍。在金融科技方面，微信支付擁有九億中國用戶，大大超過蘋果支付在美國的4,400萬。三分之二美國人仍以信用卡為主要支付方式，而移動支付已是九成中國城市居民首選，中國的移動支付交易額是美國的150倍，2020年已達42萬億美元。

報告解釋了這些數字的重要意義。它指出，這些交易「產生了關於個人消費行為的海量數據，這些數據可用於開發其他金融科技應用，比如人工智能驅動的個人信用評估」。

在人工智能這一新領域，報告將深度學習稱為「最熱門的分領域」。報告指出：「中國在這方面的專利出版物數量是美國的六倍。根據艾倫人工智能研究所的權威評估，到2025年，美國將在被引用最多的人工智能論文的前1%中排名降至第二位。」

在更長期的競爭中，中國的優勢始於其14億人口，這創造了無與倫比的人才和數據儲備。此外，中國還有世界上最大的國內市場，其大學畢業的計算機科學家是美國同行的數倍。中國畢業，擁有「科學、科技、工程、數學」（STEM）學位的學士數量是現在的四倍，並且有望在2025年畢業兩倍的STEM博士。相比之下，美國國內出生的AI博士數量自1990年以來就沒有增加過。如果目前的趨勢不變，中國擁有在未來10年超越美國成為世界人工智能領導者的力量、天賦和雄心。

5G

高通（Qualcomm）的經濟戰略工作組估計，在未來15年，5G將為世界「增加一個印度大小的經濟體」其中最大的份額將在中國。全球移動通信系統協會指出，中國「現在代表著世界上最大的單一5G市場，截至2020年底，中國的5G連接佔全球的87%」。

報告指出，幾乎所有關鍵指標都支持中國將主導5G的未來預測。截至2020年底，中國的5G用戶達1.5億，而美國為600萬。中國有70萬個5G基站，美國僅有5萬個。中國已開放460兆赫中頻頻譜，美國僅開放70兆赫。中國的5G網絡平均速度達到每秒300兆比特。而美國僅為每秒60兆比特。在全球前五大5G設備供應商中，有兩家是中國公司，而美國公司無一上榜。在過去的20年裡，中國的國家龍頭企業華為已經從電信基礎設施的0%市場份額發展成全球領先的5G設備供應商，市場份額達28%；而前美國國家龍頭企業朗訊（Lucent）和摩托羅拉（Motorola）卻從2000年的25%暴跌至如今的0%。

儘管川普政府想盡辦法要扼殺華為，但這家科技巨頭2020年仍在中國部署了30多萬個5G基站。華為失去了手機市場份額，但它成功剝離了子公司「榮耀」，該公司已將華為的國內市場份額納入其中，成為中國前五大智能手機製造商，同時避開了美國的制裁。此外，正如習近平指出的那樣，5G基礎設施是振興中國後新冠疫情經濟的1.4萬億美元新基礎設施計劃的重中之重。簡而言之，中國擁有全國5G網絡的所有要素，這將使人工智能和物聯網進一步深入日常生活。

中國意識到了美國在5G技術、標準和應用方面擁有的競爭優勢。報告說：「認識到5G標準的價值，再加上高昂的研發投入，中國企業正在積極擴大在標準機構的影響力。」

報告警告說，由於缺少強大的國家基礎設施，美國未來的5G應用將處於劣勢。

報告指出，「中國已經在開拓尖端5G應用，包括智能工廠系統、用於工業應用的數字映射以及全世界首例基於5G的遠程手術。」中國已經瞄準下一代的移動通信，並且已經擁有35%的6G專利，而美國僅有18%。

量子信息科學

傳統上由美國研究人員領導的量子信息科學的三個重要子領域：量子計算、量子通信和量子傳感中，中國正在迎頭趕上，在某些領域甚至已超過美國。正如有中國「量子之父」之稱的潘建偉說的：「在現代信息科學誕生時，我們只是跟隨者和學習者。現在我們有機會……成為領導。」

2014年，中國和美國在量子相關專利數量上並列，2015年，中國在量子技術研究方面的年度支出僅次於美國。但到了2018年－－也就是中國啟動旨在到2030年在量子信息科學領域取得突破的「大項目」兩年後－－中國超過了美國，申請的專利數量是美國的兩倍多，佔所有量子專利的52%。如今，中國在量子信息系統上的支出是美國的四倍。由於這些進步，美中經濟和安全審查委員會2017年的一份報告宣稱，「中國已經縮小了與美國在量子信息科學領域的技術差距－－這是美國長期主導的領域。」自那次評估以來，北京已經加倍努力，在其第十四個五年計劃中，將量子信息科學列為僅次於人工智能的最優先科技項目。

由於包括谷歌、IBM、英特爾和微軟在內的私營公司的大量投資，美國長期以來一直是量子計算領域的領導者，這些公司幫助美國成為迄今為止在該領域率先實現最重要里程碑的國家，包括展示「量子霸權」和推出允許客戶使用量子計算機的雲計算服務。中國渴望趕上美國，因此，在2017年將量子計算提升到「戰略技術」的地位。中國的哈爾濱工程大學已經獲得了量子計算軟件專利數量的前五名（而美國公司佔據前三名，並在硬件專利方面佔據主導地位）。

中國也展示了將研發迅速轉變為運行優勢的能力。2020年12月，僅比谷歌的53量子位元（又稱為Q位元、qubit）懸鈴木（Sycamore）超導量子計算機實現量子霸權晚一年，中國達到了同樣的里程碑。當月，中國科技大學創造的光子量子計算機達到量子霸權的速度比谷歌快「100億倍」。僅僅六個月後，由潘建偉領導的一個團隊憑藉一種新的量子處理器「祖衝之」超越了谷歌的懸鈴木，成為世界上最強大的超導量子計算機，解決了一個比懸鈴木解決的問題更具百倍挑戰性的問題。

四年前，美中經濟與安全審查委員會報告稱，「中國現在已經超過美國，成為量子通信的世界領導者」。中國的信息收集能力促使北京加快了量子通信的進步，因此，2018年中國在量子通信和密碼學領域的專利註冊是美國的四倍多（517比117）。自2014年以來，中國在出版物方面已經超過了美國和歐洲。

中國在量子通信方面的里程碑成就令人印象深刻。2016年，中國發射了世界上第一顆支持量子通信的衛星「墨子號」。此後不久，中國科學家在衛星和一個相距超過745英里地球站之間創造了創紀錄的量子通信鏈路。2021年1月，中國宣佈建立世界上第一個總距離超過2,800英里（比紐約到洛杉磯的距離還要長）的集成量子通信網絡。【待續】◆