哈佛大学：2025全球关键和新兴技术指数报告（中译版）

HARVARDkennedyschool=BELFERCENTERforscienceandInternationalAffairs国防、新兴技术和战略（DETS）计划在安全和技术交汇处推进知识，同时培养学生和研究员成为公共服务领袖。要了 关于作者EricRosenbach是哈佛肯尼迪学院的高级讲师，也是贝尔弗中心国际事务科学与国际事务中心国防、新兴她曾在德国从事国防和能源方面的高级顾问工作。她拥有牛津大学哲学、政治学和经济EleanorCrane是伦敦国王学院量子计算助理教授，哈佛肯尼迪学院贝尔弗中心国际事务科学与国际事务访问研究员。她曾是⿇省理工学院的博士后研究员，拥有伦敦EthanKessler是公共政策硕士毕业生和贝尔弗青年领袖学生研究员。LukaszKolodziej是公共管理硕士毕业生、富布赖特学者和哈佛肯尼迪学院约翰·肯尼迪研究员。他曾在欧洲审计法院、Bitpanda工作，并担任过乔诺森·尼兰兹教授的研究助理。他在华威大学获得哲学、政治和经济学EthanLee是贝尔弗中心国际事务科学与国际事务研究助理。他曾在《外交事务》担任助理编辑和大卫·M·鲁AlexandreMeyer是2024年哈佛大学毕业生，曾担任阿瑟·萨克斯奖学金（ArthurSachsFellow）和迪亚斯奖学金（DiasFellow）。在进入哈佛之前，他在法国理工学院(ÉcolePolytechnique）获得了硕士学位，并在科技/人工智能行业CynthiaY.Tong是2025年公共政策硕士毕业生。她是“Moonshot”联合主席，一个关注太空问题和政策的学生社团。在肯尼迪学院之前，她在美国参议院工作了四年，担任参议院副调度员和首席助理。BritneyTran是贝尔弗中心国防、新兴技术和战略项目的研究助理，并担任埃里克·罗森巴赫教授的助教。她于2024年从德克萨斯大学奥斯汀分校获得国际关系与全球研究以及政府学学士学位。BritneyTran是Belfer中心国防、新兴技术和战略项目的研究助理，并担任EricRosenbach教授的教员助2CriticalandEmergingTechnologiesIndex23CriticalandEmergingTechnologiesIndex团队衷心感谢贝尔福中心内外的专家们对本项目的贡献。特别感谢OliviaLeiwant的支持，以及RayWang、BryanTam、DarrowGodeskiMerton、BethanyRussell、ChrisLi和JohnDeMello分享的见解。我们还要感谢贝尔福中心的传播团队：ShannonSpence、SarrahQureshi、HannahWood和BennettC最后，要感谢世界各地的研究人员和分析师，他们创建并公开共享关键数据集，这4CriticalandEmergingTechnologiesIndex关于国防、新兴技术和战略课程 2 2 3 4 5 7数量的力量 7 额外发现 额外发现 额外发现 指标选择 数据收集和处理 5CriticalandEmergingTechnologiesIndex执行摘要欧洲在技术竞争中失去了地位。然而，很难找到强有力的、跨行业的数据来支持此类比较数通过使政策制定者、战略家和研究人员能够评估2的公共和商业数据点构建，是一个定量模型，通过交互式仪表板展⽰人工智能（AI）、生物技术、半导体、空间和量子方面的进展。该仪表板在每个领域内具有可调整的指标，使用戶能够定制模型，本报告提供了有助于理解指数仪表板中可视化数据背后的背景和分析。它提供了独特的见•美国在指数各个领域中领先中国和欧洲，主要是因为过去几十年来它建立的独特的创新生态系统。美国的表现主要得益于经济资源和人力资本，体现在美国公共和私人投资的规模以•尽管中国仍然落后于美国，但它在几个领域正在缩小差距并保持竞争性。中国在半导体和先进人工智能领域落后，这是由于依赖外国设备、较弱的初期私人研究面与美国之间的距离要近得多，其优势在于制药生产、量子•相对于美国-中国的双头垄断，欧洲在关键和新兴技术方面具有竞争力。在人工智能、生物技术和量子技术领域，欧洲排名第三。不过在航天领域，中国；在半导体方面，中国、日本、台湾和韩国也超越了欧洲。实际上，低了欧洲与美国和中国相比的整体地位。该地区实现其技术潜力的能力最终将取决•与欧洲、日本和韩国的合作伙伴关系使美国在关键和新兴技术领域变得更加强大，特别是在量子、半导体和生物技术领域。美国在所有领域都很强大，但并个国家完全控制先进半导体供应链的整个端到端。这些间隙产生了关键的瓶颈家塑造全球权力平衡的能力。为了确保西方保持竞争力和韧性，美国必须加深6CriticalandEmergingTechnologiesIndex•美国在人工智能方面具有相当大的优势，但中国和欧洲取得了显著进展，并拥有独特优势，这些将在未来十年挑战美国在人工智能上的领先地位。美国在经济资源、计算能力和算法方面中国在数据和人力资本方面领先；如果能克人工智能方面对美国的差距。欧洲在人工智能领域的实力•在本指数中审查的技术中，中国在生物技术方面最有可能在短期内超越美国；狭窄的中美差距表明未来的发展可能会迅速改变全球力量平衡。美国和中国在总体生物技术方面表现类美国在安全、基因工程、疫苗研究和农业技术方面表现卓越，得益于私营部•美国、日本、台湾和韩国在半导体领域的主导地位在供应链的关键瓶颈处仍然存在：先进制造和加工、芯片设计和工具、设备。这些支柱在本指数中具有最大的差异，因为高成本和技术壁垒都在大举投资以弥补这些差距，但单凭资金可能不足以确立一个从头到尾的半导体生产•美国私营部门推动着美国在空间领域的强劲领先地位，虽然在轨道上对中国和俄罗斯的军事能力存在漏洞，华盛顿的优势源于高效的公私合作伙伴关系，帮助美国大幅提升发射频率和有每次任务的成本。然而，美国在太空中存在不对称脆弱性，严重依赖用于军事行•量子技术仍处于早期研究阶段，目前的努力主要集中在推动早期概念的发展，而非部署。这种相对缺乏投资已经导致量子生态系统的碎片化和区域特定发展。在美国和欧洲，大学司开发专业工具和系统，大型企业为量子技术的工程和基础设施规模化提供支7CriticalandEmergingTechnologiesIndex介绍人多势众本出版物介绍了首届关键和新兴技术指数，旨在帮助决策者和战略家评估国家在技术的关实力。该指数采用公共和商业数据构建，通过交互式仪表板展⽰，可用于在人工智能、生权力难以定义和衡量。一些政策制定者将其主要视为军事力量，而其他人则指出经济实被创新定义的世界中，关键和新兴技术对国家实力至关重要。毕竟，技术演进在很大程度最强大的国家建立了先进的创新生态系统，得到了研究和公私投资的支持。这些生态系统重要基础：利用创新和应用新技术改变体系、催化全球舞台变革的能力。随着在一个相互 然而，尽管越来越多的政策关注国家在关键和新兴技术方面的进展，却很少有工具可以促进跨相互关联技术领域的全面比较。一些显著的努力包括斯坦福人类中心人工智能研究所的人工智能指数标是填补这一空白，促进跨部门技术分析，为明智的地缘战略决策提供数据支持。它通过一个现数据，带有可调参数，使用戶能够生成关于技术这个指数仪表板，例如探索各国领先或滞后的领域，评估各国在技术领域韩国和北约，也发布了突显类似关注领域的技术名单。6这五个领一个领域的进步能促进其他领域的效率、能力和竞争力。这些领域对国家安8CriticalandEmergingTechnologiesIndex澳大利亚，巴西，加拿大，中国，欧洲法国，德国，印度，伊朗，以色列，意大利人工智能，生物技术半导体，空间技术韩国，俄罗斯，沙特阿拉伯，新加坡韩国，西班牙，台湾，土耳其乌克兰，阿拉伯联合酋长国，联合两类：在所有关键和新兴技术中都一致适用的四到五个基础跨部门支柱（包括经济资源、人管和全球参与者）以及三到五个特定于部门的支柱，这些支柱因部门而异，旨在反映所涉技征。例如，在指数的空间领域中，经济资源和国内发射能力分别充当基础和特定于部门的支3,375多个个体数据点，经过组织和验证后构成量各国并保留每个子指标的相对重要性。所有这些过程使得能够对部门和支柱进行权重分配每个国家的规范化得分并求和，以生成特定于部门的分数或跨所有部门的最终综合分数。使以个性化这个过程，输入他们自己的部门和支柱权重，创建专门的评估。（有关指数方法学指数中使用的默认部门权重是使用了一种结构化评分方法生成的，反映了不同技术部门的相源泉的最终评估，而是暂行的，并旨在作为进一步分析的参考点。 9CriticalandEmergingTechnologiesIndex00指数分数10CriticalandEmergingTechnologiesIndex主题指数显⽰，美国在所有关键和新兴技术领域都表现强劲，在太空和人工智能领域处于显著领现在很大程度上受经济资源和人力资本驱动，反映在美国公共和私人投资规模以及其异质的，度仍然是美国活力和技术实力的核心推动因素。然而，对学术研究资金的削减和日益加剧的政碍美国战略性塑造资源的公共和私人分配能力。在过去几十年中，美国的创新生态系统取得了由于联邦政策的变化，其人才和资金面临流失风险。华盛顿必须扭转贸易上的不稳定举措，并指数还显⽰，虽然中国在关键和新兴技术领域大部分落后于美国，但它仍具备竞争力，并正术领域的差距。尽管在本土能力方面取得了最近的高调进展，但由于持续依赖外国设备、缺乏私人研究生态系统相媲美的资本市场，以及资本市场不如西方经济体那样深厚，中国在半导体仍落后于美国。然而，当涉及生物技术和量子技术时，美国对中国的领先优势显著缩小。这两的、快速发展的领域，主要在传统技术生态系统之外运作。更具体地说，中国在生物技术方面制药生产和制造领域的主导地位。在量子技术方面，其主要优势在于感知和通信。中国与美国资源和人力资本两大基本支柱实现实力，这两者是推动在所有关键和新兴技术领域取得进展所势，加上中国在生物技术和量子技术领域差距的缩小，说明了北京如何利用规模和集中计划抓：减少中国对进口的依赖，促使外国公司在其境内生产和创新，提升其工业竞争 在关键和新兴技术领域，没有其他国家能与美国和中国相提并论。个国家到另一个国家的得分逐渐下降。这些国家依次为：日本、韩国、英国、德国、台湾斯、加拿大、澳大利亚、意大利、荷兰、西班牙、新加坡、巴西、以色列、阿联酋、新西然而，当将欧洲作为一个统一整体来看待时，关键和新兴技术领域的力量平衡将发生变化国的一半，中国的三分之二。从各个领域来看，欧洲在人工智能、生物技术和量子技术方导体方面仍然落后于日本、台湾和韩国，在太空领域落后于俄罗斯。然而，为了在整个欧11CriticalandEmergingTechnologiesIndex重大影响。毕竟，技术融合意味着一个领域的进展可以产生网络效应，加显的方式塑造未来技术。例如，强大的AI模型已经帮助研究人员加速药物发现和预测蛋白质结构，而量子研究正在推动改进下一代计算机芯片的半导体材料的开发。这些正反馈环也将先行者优势嵌入系人工智能<><><>技术融合使执法或预测关键和新兴技术的影响变得更加复杂。这也意味着寻求强大地位的国渥太华的决策者帮助加拿大成为一个量子强国：尽管它只占世界人 断跨境供应链，使过度专门化的国家无法获得关键输入或12CriticalandEmergingTechnologiesIndex在面临风险的情况下，许多政府正在将特定产业重新本土化，向盟友和伙伴国推进友好和双用技术进行出口管制。这些变化正在全球和地区背景下展开；毕竟，地区性的，所谓的‘全球’供应链很少会端到端地延伸。这些通常在更广效率和韧性。然而，执法的挑战、竞争与创新之间的紧张关系以及全球贸易网络的复杂性权衡是不可避免的。政府必须在如何使用这些工具上取得平衡。虽然这份指数和报告绘制了关键和新兴技术的全球格局，但并没有考门和跨领域支柱的评估方式也应随之演变。读者应利用指数仪表13CriticalandEmergingTechnologiesIndex人工智能背景人工智能（AI）描述了计算机和机器执行通常依赖于人类认知的任务的能力:分析、推理、解决问题、解释和决策。AI模型的发展通常遵循几个关键阶段。在工程师基于任务和数据类型（监督式、无监督式或强化学习）架构配对。然后在此数据上对模型进行训练、评估和测试。这将产生一个准备部署的模型当前人工智能主导之争，由国家和私营公司驱动，不仅仅关乎用于谋求权力”，政治领导人和学者越来越多地将AI系统 美国公司如OpenAI、谷歌和Anduril在先进人工智能系统的发展和应用方面处于领先地位，为语言和数据分析、自主性和机器人技术等应用领域创建了领和优化的训练管线设定了成本效益的新标准。欧洲公司，包括法国的M生态系统。技术因素包括算法、计算能力、数据和顶级模型准确性支柱在AI性能和功效方面也至关重要。在补充这些技术基础的同时，全球参与者和监管支柱跟踪塑造人工智能发展的制度环境，尽管对AI的能力只提供支14CriticalandEmergingTechnologiesIndex沙特阿拉伯顶级模型的准确性全球玩家经济资源指数得分15CriticalandEmergingTechnologiesIndex主要判断1美国在人工智能领域处于领先地位，中国和欧洲在第二梯队处于大致同等水平。中国在人力资本和数据方面保持绝对领先，并在经济资源方面遥遥领先于欧洲，但在计算能力和算法方面体得分结果显⽰，美国与中国之间的差距远远大于中国与欧洲之间的差距。数据、计可以领先于其他国家。与此同时，中档和排名较低的国家一直在综合研究和开发方面2美国在人工智能方面具有相当大的优势，但中国在过去几年中取得了显著进展，并享有将在未来十年挑战美国人工智能领先地位的独特优势。美国在经济资源、计算能力和算法方面占据⽰了美国在人工智能方面可能比之前预想的更易受挑财政承诺，以开发、采用和整合商业和政府应用系统。中国在过去两年在人工智能,特别是在模型性能和成本优化培训方面，强调了不仅要开拓关键技术，还要利用最初的进展推动各行 3欧洲在人工智能领域的实力主要来源于人力资本，但各国初创企业之间的创新碎片化限制了与硅谷相比的可扩展性，尽管欧洲拥有大盟的数据保护法规给大规模模型训练带来了复杂性。如果不建立更大的跨境商的倡议，如泛欧洲人工智能“登月计划”基金，或更有利的监管环境，欧洲将出想法，同时进口商业模型，边缘塑造人工智能的治理，而未能捕捉采纳和整其他发现•美国在拥有大量高准确性人工智能模型方面表现突出；法国和中国紧随其后，尽管距离较远。美国模表现优于其他模型的比例。这种性能优势得到了准确的美国模型数量、广泛的用戶•具有强大人力资本或数据但计算能力有限的国家拥有未实现的人工智能潜力。印度和巴西的计算能力有限目前阻碍了它们利用人力资本和数据优势的发展。然而，云端图形处理单16CriticalandEmergingTechnologiesIndex在AI中这些国家能够快速前进，在一定程度上取决于特朗普政府制定政策的速度，以取代拜登政府为AI制定的美国监管框架。中国在人工智能的原始人才方面占据主导地位，其次是欧洲、美国和•中国在AI的原始人才方面领先，紧随其后的是欧洲、美国和印度尽管该指数中用于计算人力资本的数据表⽰高影响科学出版物的数量，而不是无论计算资源访问或监管准备状况存在差异，这一大量熟•云计算基础设施对AI系统的发展和部署至关重要，但仍然难以衡量。阿联酋是一个典型例子；尽管阿布扎比在AI中被衡量的风险投资相对较弱，但该酋长国确实通过G42控制着大量计 、以区域专业化在人工智能领域获得有意义的优势。要取代美国、和算法方面取得大规模、同时的进步；这对于任何单个国家来说都是一项极其困难的供可iableviablealternativestothedominanceingraphicsprocessingunitsandsoftwarethatNvidia(withitsproprietaryarchitecture)andTaiwanSemiconductorManufacturingCompan例如，日本和德国在机器人与人工智能融合方面，加拿大在为工业设备开发安全和17CriticalandEmergingTechnologiesIndex生物技术是指使生物体及其组成部分发生特定应用程序的系统如发酵和选择性育种，但20世纪末和21世纪初的突破，如展成一门能够在其基本水平重编程生命的领域。今天，生物技术涵盖了几个领域：遗传工程（技术改变核酸生物过程工程（利用代谢途径利用生物体生产商品生）；）；。 政府需要生物技术来了解和增进其社会的健康。它们最为显著的应用包括医药、农业、能能够更好地保护自己：迅速测序病毒、开发诊断方法并部署疫苗。这种技术优势取决于生物信息学、人工智能和高通量计算）的整合与融合。这些协同作用同时 政府、公司和研究机构目前正在塑造生物技术的未来。中国的BGI集团已从一个小型国有研究机构发展成一个涵盖从动物克隆到诊断测试等各方面的基因组学强国。穿越太平洋，像Moderna和ColossalBiosciences这样 RNA疫苗。欧洲拥有自己的生物技术巨头，包括德国的BioNTech和瑞士的诺华。当曾经是美国主导的农业化 本报告对生物技术的分析基于九个支柱。在这个领域的分析最重视人力资本、经济资源等生物技术能力的关键方面（制药生产、基因工程和疫苗研究），其权重最18CriticalandEmergingTechnologiesIndex沙特阿拉伯基因工程制药生产疫苗研究全球参与者经济资源指标分数19CriticalandEmergingTechnologiesIndex主要判断1在本指数中审查的技术中，中国有最直接的机会在生物技术领域超过美国；美中之间的狭窄差距表明未来的发展可能迅速改变全球力量平衡。美中在生物技术领域表现相似，中国的。美国在安全、基因工程、疫苗研究和农业技术方面表现出色，得益于私营部2跨国人才、制药生产、基因工程和疫苗研究的差距凸显出这些领域是建立生物技术实力的瓶颈。这四个领域在生物技术领域中所有测量支柱中显⽰出最高的差异，并根据本分析中使用3欧洲在生物技术领域落后于美中生物技术双寡头并非因为缺乏潜力，而是由于机构分散和资源利用不足。尽管欧洲在疫苗研究和安全方面表现不错，人才国，特别是在经济资源和制药生产方面。为避免进一步落后并发挥生物经济的全部潜力强欧盟单一市场，更好地与非欧盟伙伴整合，协调跨国公共资金努力，并实施批准生物附加发现•重要的私人部门资金为日本提供了所需的资本，使其成为该领域的崛起领导者；但是，目前在将这些资本转化为生物技术产品方面存在困难。日本在生物技术领域的私人部门资金几乎是国的约两倍，表明该国对初创企业和创新有着健康的需求。然而，鉴于这么大量的资研究、制药和基因工程方面并没有相应的领先优势。这表明投资和结果之间存在一个管延迟、技术转移薄弱的体系、风险规避型资金以及独立的行业参与者，这些是日本,以更好地将生物技术研究转化为实际的疗法和产品。 •日本的监管环境在人类研究方面独具特色，有利于快速批准，与其他在基因编的国家相比并不寻常。例如，美国和英国对人类基因编辑实施了高度限制，只在允许。而美国则完全禁止种系基因治疗。同时，干细胞疗法研究得到了加速发展20CriticalandEmergingTechnologiesIndex •韩国尚未将其庞大的公共和私人资本转化为相当的生物技术实力，但考虑到首尔对该领域renewed的兴趣，这•澳大利亚的高分反映了多年来针对性改革以构建分层的、基于风险的生物安全系统；然而，快速响应仍然是澳大利亚和全球范围内的一个持续的弱点。堪培拉在早期检测物安全表现产生了重大影响，这在指数排名中占据力方面仍表现不足。全球各国政府需要通过开展更全面的演习 21CriticalandEmergingTechnologiesIndex半导体背景于一系列高度专业化的生态系统和企业，从需要将数十亿晶体管嵌入芯片的先进软件和设计片本身，以及将设计雕刻到其上的复杂设备。接着是通过数十年来不断改进和投入数十亿美和技术，在制造设施内形成晶体管。最后，这些芯片被打包并配送给设备制造商，用于智能 尽管半导体供应链的复杂性确保了它们将继续是一个全球整合产业的一部分，但各国政赛推动了对先进芯片的需求，尤其是图形处理单元，其中成千上万甚至数百万个用于训 管制措施，华盛顿利用其在设计和制造设备方面的优势，以及与日本和荷兰的合作伙伴关系 本报告对半导体的分析基于八大支柱。最大的权重分配给芯片设计与工具、经济资源、是因为这些支柱代表了关键的瓶颈：先进的设计软件实现最前沿的架构，大额资本投基础设施，专业人才推动创新，高级制造技术决定生产质量和产22CriticalandEmergingTechnologiesIndex制造和制造索引分数23CriticalandEmergingTechnologiesIndex关键判断美国在芯片设计和工具以及设备方面表现出色，但在制造和加工方面落后。中测试以及制造和加工方面领先，对原材料和化学品原料的采矿和精炼具有明显优势备、特种材料和晶圆方面相对较弱。台湾在特种材料和晶圆以及制造和加工方面占赖外国设备。日本和韩国在人才储备、芯片设计和工具以及制造和加工方面都表现 2美国、日本、台湾和韩国在半导体领域的主导地位在供应链的关键瓶颈处持续存在：先进制造和加工、芯片设计和工具以及设备。由于高昂的成本和技术壁垒，这些支柱在本指数中的国家都在大力投资以弥补这些差距，但仅凭资本可能不足以建立完整的半导体生3尽管中国在芯片制造方面以现场产能领先其他国家，但在超越全球领导者台湾和韩国的先进芯片制造方面面临极大挑战。历史上，领先于先进芯片制造的国新突破的国家崭露头角时才被取代。虽然中国在低端芯片制造方面具有经验且运营成本其他发现•领先于半导体力量的国家投入最多以保持其企业的领先地位。在中国和美国之后，承诺为国内半导体投资提供最多公共资金的国家目前主导着半导体价值链：日本、韩国和欧洲（），在所有25个国家中排名较低，但仍位居较划，并正在投资于其传统主导领域的存储器，以及逻辑领域 •美国的半导体实力是在全球化经济中建立起来的，但出口管制挑战了这一模式。特别是，美国半导体24CriticalandEmergingTechnologiesIndex超过了领先设计公司的损失。设备制造商必须等待更长的时间来收回损失，因为他造商，购买频率比芯片制造商的客戶低。美国设备制造商对中国销售的依赖加剧了的立场，也加强了设立美国“科技基金”的理由英伟达和应用材料受美国出口管制影响英伟达和应用材料受美国出口管制影响美国芯片设计公司Nvidia和工具制造,全年收入增长142%。相比之下，AppliedMaterials同期仅增长7%，达到记录性季度。这种差距主要反映了Nvidia在过去18个月的非凡增长，并强调了对AI芯片的需求激增并不意味 •印度正努力建立自己作为半导体制造中心，利用其市场规模和劳动力，但在关键基础设施方面仍落后于主价值链中的重要合作伙伴”的目标后，已向产业投入资金和努力。印度已经占全球一，希望在国内消费者对芯片的需求增加的情况下减少对国外供应商的依赖。随着涨以及与西方的地缘政治紧张关系，印度对于希望转移生产远离中国的公司越来越作）。新德里已为古吉拉特邦的Dholera设和组装、测试和封装业务，希望印度能在半导体供应链的新领域中发展自己的专业25CriticalandEmergingTechnologiesIndex•德国是除美国和东亚以外最大的半导体大国，由于在其他制造业重要领域发挥着领先作用，保持着欧林最近向外国半导体公司提供更多补贴，以在国内制造先进芯先进设备客戶一起生产芯片的前景很吸引人，但最近提议的美国和德国制造设施的重要决定，对未来资金存在重大不确定性。78 •像德国一样，新加坡利用其比较和地理优势，保持在全球半导体市场上的强势地位并扩大到新领域。加坡在芯片制造和半导体制造设备方面占据着相当大的全球市场份额。凭借其高技的芯片制造能力，以及方便的地理位置可直接分销到东亚生产商，新加坡政府在过26CriticalandEmergingTechnologiesIndex太空背景太空技术涵盖了使进入太空、在太空中进行操作启动了实体太空探索，开启了当前的地缘政治竞争、科学发现和商业机遇时代。太空技术可以大致分为两类。第一类包括使得进入太空和在太空中活动成为可能的基础技术，比如发射系统、推进系统载具。第二类包括利用太空独特特性的技术，从指引地面无线导航的卫星到观察地球和遥现在，政府正转向基于太空的系统获取战略优势，就空技术一样。太空可以提供军事优势，支撑现代经济，推动科学和科学领导力发展，并支的政策议程。政策领导者和军事指挥官依赖基于太空的资产，从通信卫星到导弹预警系统及情报、监视和侦察。在这方面，太空中的军事能力不仅对于作战至关重要，还对于威慑服务，包括导航、时间服务和地球观测，构成了关键基础设施，并在各种经济领域推动增索任务和在纯粹和应用科学中的研究为发现和先进双用技术的进步奠定了基础，包括机器遥感技术。在外交上，参与新的国际论坛和协议提供了一个机会，让各国塑造规范和机构政府、跨国计划和私人企业现在共同推动着太空在美国，NASA与SpaceX等私人公司合作，开创可重复使用火箭和Starlink宽带卫星网络，而美国国家安全机构使用并越来越依赖于一系列军事和商业卫星。中国加快了其发射计划，并把目光投向月球，得到了诸如iSpace等私人企业的支持。中国还独立发射并目前运营着永久有人驻留的地球低轨道中的地位自苏联时代以来有所下降，俄罗斯的Roscosm洲通过欧洲空间局继续开展太空活动，该机构汇集了2此同时，全球范围内的私人公司，如EutelsatOneWeb的卫星宽带网络，正在向太空行业引入源。 本报告对太空的分析基于十大支柱。最大的权重分配给了经济资源、人力资本以及国防和能力、定位导航和定时、科学与探索、电信和遥感支柱的权重略低。这反映出它们在实现独和创新方面的关键作用。全球参与者和监管各具最低权重；毕竟，在多边论坛中的领导地位27CriticalandEmergingTechnologiesIndex沙特阿拉伯PNT科学与探索全球玩家经济资源索引分数28CriticalandEmergingTechnologiesIndex关键判断1美国私营部门推动了美国在太空领域的强劲领先地位，尽管其在轨道上对中国和俄罗斯军事能力的脆弱性增华盛顿的优势源于富有成效的公私合作伙伴关系，这些合作关系帮助美国显著载荷能力，同时降低了每次任务的成本。美国的公私合作项目还增强了美国的人力资源。然而，美国在太空领域存在对称性脆弱性，高度依赖基于太空的系统用于军经济的关键领域。中国和俄罗斯也正在部署强大的反卫星能力，抵消美国在太空领俄罗斯在榜单中排名第三，尽管其实力很大程度上来自苏联时代的系统和基础设施，而非新的创新。欧洲位列第四，印度位居其后，其显著进步使其能够通过日益复杂的任务与传统太空强国竞争。 3人力资本、遥感以及位置、导航与定时方面存在巨大差距，这表明这三个领域是构建太空实力的主要瓶颈。在衡量监管和法律框架以及参与全球规范制定方面，支柱得分几乎没有变化资源是不够的；重大投资只有在配备足够的人力资本和研发支持时才能转化为发射各国在轨系统的广泛差异（如用于位置、导航和定时的卫星）表明这些是最难获得通常需要本土发射能力、管理敏感和机密载荷以及额外发现•通过整合欧洲资源，欧洲航天局在太空全球力量平衡中产生显著影响。单个国家如法国、德国和英国落后于全球领导者，但欧洲国家的综合能力几乎与俄罗斯相当，并接近中国。欧洲的科学和探索，尽管在安全性和国内发射能力方面表现不佳。这些弱点迫使欧洲国家依系统。要消除这些不足，需要更广泛的合作来开发可重复使用的本土发射系统，以及•美国和俄罗斯保持着从早期太空竞赛中获得的持久优势，这继续支撑着它们在科学和探索领域的主导地位。美国的太空任务展⽰了无与伦比的广度和深度，而俄罗斯和前苏联同样完29CriticalandEmergingTechnologiesIndex借几十年历史悠久的世界一流地面和发射基础设施、大量任务数据档案和专业人•在区域上，亚洲呈现出更多强大的个别参与者。虽然许多欧洲国家在指数排名中名列前茅，但大多数国家的得分是受欧洲空间局的成就帮助而非国内成就，而中国、俄罗斯、印度•乌克兰的低排名反映了该国目前的冲突状态以及纠缠在一起的太空合作关系的后果。历史上，乌克兰拥有强大而活跃的太空计划，将多颗卫星送入太空；由于俄乌战争及失去对俄罗权，并据推测将全部资金用于战争努力，几乎所有太空活动都已停滞不前。其他外物体的先进拦截器、定向能源系统和干扰技术，以色列明显将军事应用在太 •尽管在指数中排名垫底，但朝鲜在太空领域的活动增多表明其在太空方面具有显著能力。平壤公开承包括成功发射，朝鲜仅获得了一次发射计数。这，加上对朝鲜的公开数据普遍缺乏，•伊朗一直致力于构建本土太空监视和导航系统，以支持其技术自给战略。尽管在经济资源和人力资本方面得分接近零，但德黑兰一直将人才和稀缺资金投入其太的努尔卫星的发射以及俄罗斯建造的哈亚姆地球观测平台的部署，伊朗现在并驾齐驱。尽管在整体太空领域数据中规模相对较小，但伊朗对安全和现代30CriticalandEmergingTechnologiesIndex量子背景量子技术指的是利用量子力学的系统，即分子最小的尺度上，粒子不遵循经典物理规则。粒子不会像离散实体一样具有可定义状态测量之前才会定位在一个配置上；在此之前，它们可以同时处于多种配置中，这种现象叠加效应，具有足够长时间保持相干量子状态能力的量子处理器可以实现并行追这可能使得使用新算法解决以前棘手的优化和密码学问题成为可能。此外 量子技术还依赖于量子力学的另外两个基本现象：纠缠和干涉。不同于经典物理用依赖于直接的局部接触，纠缠描述了两个或更多量子系统的链接，使得 通过引入强大的新计算形式，新兴的量子革命有可能打破全球力量平衡优势：像IBM和Google这样的公司的创新、⿇并推出了世界上第一个综合量子通信网络。此外，欧洲各国通过欧盟量子旗舰等协作 。 法国公司Alice和Bob发起的“猫量子位”概念现在已被美国亚马逊采纳。本报告对量子的分析基于八个支柱。最重要的权重分配给了经济、人力资源、量子通信、量子计算和量子感测这些支柱。这些支柱构成了当前塑造一个国家潜力的重要基础和技术能力。31CriticalandEmergingTechnologiesIndex在量子技术的发展和应用方面处于引领地位。尽管在国家战略和资,政策环境支柱在本分析中被赋予较低的重要性，而全球参与者和安全支柱由于对量子发展的间接影响而重32CriticalandEmergingTechnologiesIndex美国欧洲英国德国加拿大法国韩国印度新西兰荷兰澳大利亚意大利西班牙新加坡阿拉伯联合酋长国伊朗量子计算量子计算量子通讯土耳其量子传感政策环境政策环境俄罗斯全球参与者人力资本俄罗斯乌克兰安全朝鲜经济资源朝鲜33CriticalandEmergingTechnologiesIndex关键判断1量子技术仍处于早期研究阶段，目前的努力主要集中在推进早期概念而非部署。这一点在量子和其他,导致量子生态系统的碎片化和特定地区的发展。在美洲和欧洲，学术界提出想法并领导基础研究，创业公司使新兴技术得以探索，这些技术可能对大公司来说风险太高，而大公司进行经过良好验证的技术。中国采取国家主导型人才、工具和思想流动的方式，涉及研在这种背景下，量子技术的进展在很大程度上将取决于各国如何开放或限制人才、。2美国、中国和欧洲在量子领域处于领先地位，尽管每个地区的实力来源各不相同。三者人才济济，拥 在美国，资金更平均地分配在公共和私人来源之间，尽管像Alphabet和IBM这样的大公司仍然是主要的贡献者。欧洲为区域量子增长奠定了坚实基础，并通过HorizonEurope推动凝聚力，后者是欧盟各国或地区的总量子研究资金欧洲美国欧洲联盟公共资金私人资金资金金额（以百万美元计）34CriticalandEmergingTechnologiesIndex3尽管美国在量子领域处于领先地位，但中国在量子感知和通信方面具有明显优势。北京在量子感知和通信方面的优势归因于其在这些领域的丰富研究成果以及在轨道上成功测试量子通信中在应用量子领域的差距，美国和欧洲必须增加在应用研究方面的投资，奠定更雄心。这可能包括开发全套、多层量子通信网络的组件：捕捉并技术、便携地面单元，能够与卫星交换纠缠光子以及抵抗大气干扰、设计用于保持量,尽管受到天气或光照条件的干扰。其他发现•英国、德国、加拿大、法国和日本在量子领域的实力大约是美国和中国的一半，但它们共同具有影响该领域未来的有意义方式的良好定位。这些国家具有相似的特点:它们在量子安全、全球治理和国内政策方面实力雄厚，但在经济资源和人还是融入美国联盟架构的民主国家，具有类似的国内机构和强有力的互联学术网络它们能够发展联合量子基础设施，制定部署量子技术的技术标准。但要真正领先于家需要的不仅仅是联盟和伙伴关系，还必须创造出使它们成为未来量子技术和供应•经济资源、量子感知和量子通信显⽰出最大的差异，突显这些领域是建立强大国家量子基础的主要障碍。在全球和国内量子政策参与方面，各国之间的差异相对较小。相比之下，经济量子通信在各国之间差异很大，显⽰出政府很难发展或获取这些可行量子生态系统上，很少有国家能够聚集长期的公共和私人投资、高质量的研究实验室和项目、本,或者开发下一代量子系统的原型。如果各国希望通过激发国内增长来提高其量子地位，它们需要制定并执行建立在多种政策工具上的多层战略:明确的监管路线图、私人公司的补贴和税收抵免、快速资•法国、德国、荷兰和英国以其高度合作的量子生态系统脱颖而出。这些国家是多边量子研究和发展努力的积极参与者，例如欧洲量子旗舰项目、国际量子产业协会理事会、纠缠交换和QuantERA。考虑在这个早期阶段，没有一个单一国家拥有实现重大突破所需的完整能力范围。合35CriticalandEmergingTechnologiesIndex持续的科学交流将继续是创新的重要推动因素之一，因为各国致力于打造实用且具商业36CriticalandEmergingTechnologiesIndex指标选择维度上进行评估。这些支柱衡量了国家在基础跨部门因素和特定部门实力方面的能力。两个子指标的总结。在这些情况下，支柱的得分由不同子指标的分数的汇总给出。我们a经济资源衡量与技术部门相关的资金总规模和收入。这包括私人投资和公共资金的绝对美元金b人力资本量化了专业人才和研究团队的规模和专业知识，这些人才和团队与技术部门相关。使d监管性评估法律和政策结构的成熟度和全面性，包括国家战略、行业特定法律、批准流程和e全球参与者通过国家在多边论坛、国际组织、规范制定机构和重要的跨国倡议中参与来衡量•还包括三到五个额外支柱，涉及与全球力量相关的技术领域的独特特征。例如，为了分析各。37CriticalandEmergingTechnologiesIndex数据收集和处理在确定要关注的相关指标后，收集了所选25个国文献和行业数据库，以确保可靠性、多样性和全面性。该澳大利亚战略政策研究所核威胁倡议Portulans研究所加拿大高级研究所关心科学家联盟Comparitech欧洲制药联合会遗传学文化计划遗传学文化计划SpaceCapital斯坦福人类中心研究所情报指数报告世界知识产权组织鉴于公开数据的限制以及本指数的迭代性质，所呈现的数据并不代表各选定技术领域,它是一个框架，有助于更好地了解跨国界背景下的关键和新兴技术。确实，构建关键和新兴技术指数需要对包含哪些数据以及如何权衡它们进行解释性决策。其准确性取决于基础来源的质量和及时性。中，分配了权重给每个支柱，以反映其在确定某一项技术中的相对重要性。对支柱分配权重的在发表时，该指数主要使用来自2023年的数据，或者在不可用时使用最近公开的数据。当没有公开数据时，使用多元回归插补;通过识别和使用具有最高解释力的变量，如国内生产总值、人均国内生产总值和人口，这一方法生成了作为缺失值估计的概念分数。为了使结果在支柱、领域和国家之间直接可比较，仅选择了正的原始度量，确保“更多”始终意味着“更好”。然后使用以下公式对数据进行归一化:38CriticalandEmergingTechnologiesIndex•m代表构成⽀柱的各项指标（或⼦指标）。•minc(Dc,i)是该部⻔所有国家中指标m的Dc,m最低值。•maxc(Dc,i)是该部⻔所有国家中指标m的Dc,m最⾼值。•SectorScorec,s是国家c在部⻔•PillarWeightp,s是部⻔s中分配给⽀柱p的权重（部⻔中所有⽀柱的权重相加等于100%）。在这⾥，p在部⻔s内运⾏。为了说明这⼀点，想象⼀下⼀个国家在⼈⼯智能领域的这些归⼀化得分：全球参与者为(0⼈⼒资本和顶级模型准确性（都为0.07计算能⼒（0.06数据（0.05监管39CriticalandEmergingTechnologiesIndex该国的部门评分大约为6.10五个部门得分的最终加权和产生了综合的关键和新兴技术指数:5•IndexScorec是国家c在所有部门的整体指数得分。,量子的权重5%，将导致人工智能weightedscores为0.9375，生物技术为1.00，半导体为2.87，空间为0.675,量子为0.185。将这些值相加将产生该国的最终指数得分，大约为5.67。个项目中，构成综合评分的许多指标与人均GDP具有很强的能力之间的密切关系。经济实力和技术能力之间的联系在国际关系文献中有充分的记录。例 2025年5月份人工智能指标概览支柱权重说明和子指标来源经济反映一个国家致力于推动人工智能能力的财政资源。使用每个国家的私人部门在人工智能方面的资金进行衡量经济合作与发展组织人工智能政策观察站，“实时数据”。国家经济研究局“AI中的政府作为风险投资者人力资本捕获了国家所能获得的AI特定技能、知识和人才使用每个国家的AI出版物数量进行衡量经济合作与发展组织人工智能政策观察站，“实时数据澳大利亚战略政策研究所，“关键技术追踪器40CriticalandEmergingTechnologiesIndex算法通过每个国家的重要机器学习模型数量来衡量。斯坦福人机中心人工智能，AI指数报告(2024)。使用每个国家排名的超级计算机数量来衡量。TOP500，“列表统计”。加拿大高级研究所，“⼀量子革命：全球政策报告关于量子技术的报告。数据CIA世界概况，“互联网用戶比较。”Statista,“选定国家的互联网用戶数量。”世界银行开放数据，“固定宽带订阅（每100人）。”捕捉一个国家发展高性能AI语言模型的能力。斯坦福基金会研究中心整体语言模型评估“HELMLite”。全球参与者反映一个国家在全球AI舞台上的参与程度和作为通过国家参与国际AI峰会、承诺重要安全准则和人工智能全球合作伙伴关系。由各国签署的布莱切利宣言国家网络安全中心，安全人工智能系统开发指南。经济合作与发展组织AI政策观测站，“国家AI政监管2.5%斯坦福人类中心人工智能研究所,人工智能指数报告（2024年）。针对人工智能的智囊团和合作伙伴，“人工智能导的基金相辅相成，通常由政府机构指导，但部分资金来自外部资助者。其中一些资 经济合作与发展组织人工智能政策观察站的实时数据页面仍被证明是最全面的私人人工智能、债务、收购、合并、返本、或非股权政府资金，并可能低估了中国的人工智能资金。Pitchbook有两份分开 41CriticalandEmergingTechnologiesIndex美国和中国的AI融资可能也高估了中国的rdUniversity的2024年人工智能指数报告追踪的AI公司交易报告于CapitalIQ和Crunchbase数据集上，不幸 为了准确反映中国的AI融资情况，同时也不排除政府指导基金，该指数仍然使用经济合作与发展组织AI政策观察台对中国AI风险投资资金的数据，但在此基础上增加了2023年政府指导的A 该指数通过出版物计数来衡量人力资本，但这只是一个不完美的代理。出版物无法完全捕捉劳动力质量或实际专业知识，因为研究论的是，突破性的AI发展越来越多地发生在大学有关与AI发展相关的国家计算能力的公开数据的缺乏。该指数使用Top500超级计算名忽视了总体计算资源和AI特定计算能力。估计国家的总计算量或集中在重要集群中的计算量可能更有助于评估与通用人工智能的接近程度。不幸的是，大多数这些估计集中在美国和中国。如果更多有2025年5月的生物技术指标概览支柱权重解释和子指标来源人力资本学等领域的‘优质’出版物的平均数量（基于H澳大利亚战略政策研究所，“关键技术追踪器。”欧洲委员会，2023年欧盟工业研发投资排行榜。制药世界知识产权组织，“知识产权统计数据中心。”经济合作与发展组织，“数据资源浏览器。”42CriticalandEmergingTechnologiesIndexBiotech，“20年过去了，新加坡仍在寻找其生物技术成功案例。”Strategy&，加速沙特阿拉伯生物技术领域发展：支持沙特生物技术中心的四个推动因素。基因基因素养计划，“基因编辑和新繁育技术：法规、评级和指数。”澳大利亚战略政策研究所，“关键技术追踪器。”EurekAlert，“韩国大学研究探索一种新颖而精确的线粒体基因编辑方法。”新加坡科技和研究机构,“新加坡科学家开发新型基因编辑器以纠正引起疾病的突变为健康版本。”安纳多卢通讯社，“土耳其医生带头治疗‘棘手’的遗传疾病。”Forbes，“预计2021年您可能在海洋中种植耐盐疫苗研究施出版物数量（基于H-index分数和高被引用作澳大利亚战略政策研究所，《关键技术跟踪器。COVID19疫苗跟踪器，“已批准的疫苗”。和“各国的接种率、批准情况和试验。”经济捕捉一个国家专门用于生物技术行业的财务资源。经济合作与发展组织，“新兴技术指标。”Fierce台湾生物技术与制药产业促进办公室，2023年介绍台湾生物技术和制药行业推广办公室，2023年介绍对生物技术和制药业的介绍在中国台湾（中华民国）。43CriticalandEmergingTechnologiesIndex农业。实与趋势”和“批准转基因作物的国家。”皇家学会，“目前正在种植哪些转基因作物以及地点？”的地点”和“俄罗斯：作物/食品。”美国农业部外国农业服务，“数据与分析。”安全性衡量国家预防、检测和应对生物威胁的能力。使用每个国家在全球卫生安全指数中“预防”、“检测”和“应对”类别的得分进行测量。国际参与度指数，反映一个国家作为领导者或参与国际生核威胁倡议，全球卫生安全物技术组织和协议的程度。全球参与者2.5%世界卫生组织粮食和农业组织生物安全卡塔赫纳议定书与生物多样性公约美洲卫生组织国际遗传工程与生物技术中心与生物技术欧洲药品管理局非洲药品监管协调机构国家药品监管机构美国国务院，遵守和执行军备控制不扩散和裁军协议监管和履行监管2.5%基因编辑与新繁殖技术：法规、评级和指数。”《CRISPRJournal》，“人类生殖系和可遗传基因组编辑：全球政策格局。”美国农业部外国农业服务，农业生物技术对于巴西、伊朗和乌克兰等无法获得可靠的公共生物技术资金数据的国家，通过两种互补44CriticalandEmergingTechnologiesIndex公共研究与发展资金的预测。其次，Belfer中心的学科专家审查了估算范围，并根据各公告进行调整。然后，对所有25个国家的观察数据和2025年5月半导体指标概述EDA。”支柱权重说明和子指标EDA。”支柱权重说明和子指标来源芯片设计和工具32.5%捕捉一个国家构建和定义下一代芯片的能力。波士顿咨询集团和半导体行业协会，《半导体供在逻辑;分立、模拟和其他领域中使用每个国家的设计市场份额进行测量WireScreen，《半导体供应链背后的顶尖公司。BusinessInsider，“Graphcore，想要成为与英伟达相媲美的AI芯片竞争对手，已关闭办事处并需要更多投资者资金。AlphawaveSemi，“截至2022年12月31日的审计结果。”Craft，“ImaginationTechnologies财务数据。Pitchbooks，“Dialog”，“Graphcore”，“Alphawave”，“ARM”，“ImaginationTechnologies”和“Siemens“ARM,”“想象科技”和“西门子EDA”西门子EDA，年度财务报告华尔街日报，“ArmHoldingsPLCADR”