专利视角下中美量子科技领域人才分布比较研究

摘 要：量子科技领域作为蓬勃发展的新兴前沿领域，夺取“量子霸权”地位的关键是掌握核心技术的科研人才，尤其是基础化和应用化研究所需的科研人才的合理分布。本文通过对中国和美国量子科技领域专利文献检索，对检索结果从发明人的创新合作网络分布等方面进行分析，比较中美两国在该领域的人才分布状况。研究发现：（1）中国量子科技领域专利发明人主要来自高校和科研院所，而美国专利发明人主要来自技术公司;（2）中美两国合作创新网络也存在差异。最后就中国和美国在该领域人才分布的差距，提出相关建议。

关键词：专利分析;量子科技;人才分布;创新合作网络

引言

在过去的二十年里，从最初的量子物理实验发展到如今的应用研究，量子科技取得了巨大的进步，其涵盖了从物理和生物学到电气、计算和土木工程等多个学科领域（Barnett et al ，2017）[1]。量子科技领域主要包括四个子领域：量子通信、量子模拟、量子计算、量子计量与传感等。目前量子技术的重点领域与发展方向主要集中在量子保密通信的大规模应用、量子计算研发的“卡脖子”技术、量子传感的商用等，但如果量子技术被实际应用到更多的生产技术中，那么人类社会将进入到一个新阶段。随着量子科技在全球范围内的不断发展，各国纷纷通过制定不同形式的国家战略形成其在量子领域霸权地位的计划。由于美国、欧盟、日本和中国等主要的科技大国将量子科技战略上升至国家战略，从而形成了激烈的竞争局面。从专利申请数量角度看，美国和中国在量子科技领域均属于第一梯队（高芳，2017）[2]。中美在量子科技领域的竞争日益凸显，美国在该领域的发展将会影响中美之间在这一领域的竞争状态。各个国家都在竞争量子科技“领头羊”的地位，需要更多的科研人才推动量子科技的进程。这场“量子”竞争的本质实际上是人才的竞争，也是源头创新的本质。量子科技领域的多个子领域还处在基础研究阶段，科技成果向商业应用转化的过程中需要更多量子科技领域卓越的研究人员发挥重要的作用，因此量子科技领域的人才分布具有重要的研究价值。

1人才分布与专利分析

人力资本是技术型企业在知识经济中保持经济优势的核心能力之一，也是战略资源的首要资源。越来越多的公司寻求跨越产品范围和国界的扩张，对顶尖人才的竞争变得更加激烈（Amankwah-Amoah，2020）[3]，量子科技产业的发展亦是如此。因此，中国在2020年就提出要重视量子科技领域人才，培养一批该领域的顶尖人才，为促进量子科技的发展制定一套专门的人才培养计划。从国家层面增强对量子科技人才培养的意识，增强我国的科技竞争，从而实现向科技强国的迈进。量子科技领域人才的合理分布有助于推进量子科技各个子领域协调发展。

专利数量是表征发明人技术发明能力的一个重要指标。国内学者李强、张思元等（2017）[4]从申请时间、机构、专利分类号等方面研究了美国、欧盟、日本、中国的量子密码专利申请活动。这些专利情报的分析在一定程度上反映了一个国家在某一科技领域取得的科技进步和成就，揭示一个国家的相关科技实力和国防实力。而从专利视角分析中国和美国量子科技领域专利发明人的创新产出情况，可以反映在中美两国在该领域的人才分布情况。

2数据来源

本文的专利数据来源于世界知识产权组织（WIPO）的Patentscope专利数据库，对来源于中国和美国的专利申请进行检索，其中PCT专利（Patent Cooperation Treaty，专利合作条约）未被包含在内。本文从相对全面的角度对量子科技领域专利进行专利检索。检索日期为2021年2月7日，经过数据的清洗和筛选，得到中国发明专利信息3321条，美国发明专利信息860条。

3中美量子科技领域人才分布的比较研究

3.1中美量子科技领域核心专利发明人分布

对中美两国量子科技领域专利发明人进行分析，发现量子科技领域专利发明人的活跃状况。美国量子科技领域前5位专利发明人按专利数量顺序排名（括号内为其专利数量）：Yoshimichi Tanizawa（27）、Trifonov Alexei（19）、Yingfang Fu（16）、Vig Happy（15）、Baleemigh Abdo（14），其所属的申请机构均为技术公司。但在排名第15位是发明人来自有一所大学，即马里兰大学（University Of Maryland College Park）。在美国量子科技领域专利核心发明人中存在来自其他国家的专利发明人和申请机构。而表2中，中国在此领域的专利发明人均来自中国国内，按顺序排名（括号内为其专利数量）为富尧（198）、钟一民（176）、许华醒（80）、杨羽成（67）、赵义博（60）。专利申请数量最多的是如般量子科技有限公司的富尧（198项），其参与了多家量子技术公司的投资入股，在量子科技领域科研投入较多。另外中国量子科技领域的发明人有多位是来自中国科学技术大学，该校目前形成了两支量子科技领域的优秀团队，分别是以郭光灿院士带领下，韩正甫、王双、陈巍等人在量子密钥分配方面的专利技术取得重大突破;另一支是潘建伟院士的团队在量子计算和量子模拟方面的研究再获突破。我国在量子科技领域专利核心发明人的分布与美国不同，美国专利核心发明人主要来自技术公司，而中国发明人主要来源于大学和科研机构。

3.2中美量子科技領域核心专利发明人创新合作网络分析

社会网络分析，可以帮助识别创新主体的整体特征。反映网络整体结构测度指标常用网络密度、平均度、网络直径、模块化（李梓涵昕等人，2020）[5]。图1是进行模块化后美国和中国专利发明人的创新合作网络图，图中同一颜色表示同一模块，在同一模块中的成员彼此之间比网络的其他部分更紧密地链接在一起。美国发明人网络模块化程度为0.954，共有72个模块/社区;中国发明人网络模块化程度为0.854，共有36个模块/社区。两国专利发明人之间都形成了多个模块，说两国创新合作网络均存在明显的小团体特性。

网络密度值越高网络成员间的联系越紧密，中国量子科技专利发明人创新网络密度0.025高于美国专利发明人网络密度0.012，说明中国在该领域发明人之间的联系更为密切。平均度指标和网络密度指标都揭示了网络中节点与节点之间合作关系，均表明中国量子科技领域专利发明人之间协同创新合作优势。聚类系数值越低的网络容易形成分散的网络结构，中国专利发明人形成的创新网络结构聚类系数值低于美国专利发明人网络聚类系数值，说明美国专利发明人创新网络呈现紧簇分布而中国专利发明人网络分散程度高。中国量子科技专利发明人网络中平均路径长度值4.265远高于美国专利发明人网络1.269，说明知识流动性在中国专利发明人创新合作之间表现的不高，产生的创新合作障碍多于美国专利发明人。

4结论和建议

本文基于专利的角度，研究量子科技领域发明人的特点，从核心发明人创新合作网络，得出：中美两国发明人之间的创新合作网络分布共同之处在于网络中都存在社团特性，但美国专利发明人创新合作网络出现了更多的社团。美国量子科技领域专利发明人创新合作网络更为紧簇，而中国专利发明人形成的创新合作网络稀疏。另外研究过程还发现安徽省是我国量子科技领域专利重要发明地，尤其是安徽省合肥市是我国量子科技的重要科研地。

针对中美两国人才分布差异，平衡量子科技领域的人才分布并实施一定的机制措施。量子科技领域的技术发展是近年来各国关注的焦点，专利数据揭示了该领域技术的进展情况，通过对比分析中美两国量子科技领域发明人的专利发明情况，中国在量子科技领域的人才分布不均衡。注重专利质量是中国迈向高质量发展关键步伐。中国政府应该制定激励政策，激励更多的发明人开拓创新，推动中国量子科技领域的前进步伐。其次，中国创新合作网络分散，中国政府应从顶层设计出发，减少阻碍量子科技专家创新合作发展的不利因素。中国政府应该加大在量子科技领域科研经费。另外，相应的部门应该建立量子科技信息共享中心，建立跨部门、跨领域创新合作机制，汇集多方人才，吸引多方积极合作，整个量子领域网络形成紧密的联系，建设一支强大的量子劳动力队伍。

参考文献：

[1] Barnett S M ， Beige A ， Ekert A ， et al . Journeys from quantum optics to quantum technology [J] . Progress in Quantum Electronics ， 2017， 54：19-45.

[2]高芳，徐峰.全球量子信息技术最新进展及对中国的启示[J].中国科技论坛，2017（06）：164-170.

[3] Amankwah-Amoah J . Talent management and global competition for top talent ： A co-opetition-based perspective [J] . Thunderbird International Business Review ， 2020， 62（4）：343-352.

[4] Li Q ， et al. Patent Analysis of Global Quantum Cryptography [J] . Computer Science and Application ， 2017， 07（12）：1234-1244.

[5]李梓涵昕，羅萍.社会网络分析视角下可穿戴设备产业合作创新网络特征及演化研究——基于中美专利数据[J].科技管理研究，2020，40（13）：217-225.

作者简介：李玲（1997年5月）汉族 山东潍坊 武汉纺织大学管理学院 硕士研究生在读 研究方向：技术经济与创新管理