China Kian Mendekati AS dalam Kepemimpinan Ilmiah di Bidang AI, Kuantum, dan Bioteknologi

Pusat gravitasi sains yang bergeser

China semakin mendekati keseimbangan dengan Amerika Serikat dalam kepemimpinan riset menurut ukuran yang berfokus pada siapa yang mengarahkan penelitian ilmiah, bukan sekadar berapa banyak publikasi yang dihasilkan. Sebuah studi besar terhadap hampir enam juta makalah menemukan bahwa ilmuwan yang berbasis di China memimpin 45 persen publikasi kolaboratif AS-China pada 2023, naik dari 30 persen pada 2010. Jika tren saat ini berlanjut, kedua negara diperkirakan akan membagi peran kepemimpinan secara seimbang sekitar 2027 atau 2028. Analisis ini menggunakan pembelajaran mesin untuk membaca pernyataan kontribusi dan data kepenulisan guna memperkirakan peneliti mana yang memimpin suatu proyek, sehingga memberikan gambaran pengaruh yang melampaui jumlah publikasi mentah atau total sitasi yang menjadi sorotan.

Pergeseran ini penting karena kepemimpinan menunjukkan siapa yang menentukan pertanyaan, merancang metode, memperoleh sumber daya, dan mengarahkan kolaborasi. Ini mengindikasikan bahwa China bukan hanya menghasilkan karya ilmiah, tetapi juga semakin mengorganisasi kegiatan riset global. Momentum ini bertepatan dengan meningkatnya gejolak di dalam sistem riset AS, ketika perselisihan pendanaan, pembekuan perekrutan, dan PHK berkala mengikis kepercayaan serta mendorong perekrutan oleh lembaga asing. Di banyak bidang krusial, mulai dari kecerdasan buatan hingga semikonduktor dan material canggih, pemodelan dalam studi tersebut mengindikasikan bahwa China dapat mencapai keseimbangan kepemimpinan dengan AS sebelum 2030.

Pemodelan yang sama mengkaji apa yang terjadi jika hubungan ilmiah AS-China semakin melemah. Dalam skenario pemisahan, porsi kepemimpinan global China meningkat karena ilmuwan China lebih mungkin memimpin kolaborasi dengan mitra Eropa dan negara lain dibandingkan dengan mitra AS. Beijing juga telah menggelontorkan dana besar untuk memperluas pendidikan internasional melalui Inisiatif Sabuk dan Jalan, memperkuat jejaring yang mendukung kemitraan riset. Sejak 2012, China telah mengalokasikan sekitar 33,3 miliar yuan untuk mendidik mahasiswa asing, terutama dari Afrika dan Asia Selatan. Pada 2018, hampir separuh mahasiswa internasional di China berasal dari kawasan-kawasan ini, dan kini peneliti China memimpin sebagian besar kolaborasi dengan banyak negara peserta Inisiatif Sabuk dan Jalan.

Makna kepemimpinan riset yang sesungguhnya

Konvensi kepenulisan berbeda-beda antarbidang, tetapi kepemimpinan kerap terlihat dari peran-peran penting seperti penulis korespondensi atau penulis senior, serta dari pernyataan kontribusi yang menjelaskan siapa yang merancang eksperimen, membangun model, atau mengarahkan pengumpulan data. Pendekatan pembelajaran mesin dalam studi ini menyisir berbagai petunjuk tersebut untuk menentukan siapa yang kemungkinan memimpin setiap proyek. Metode ini bermanfaat karena volume publikasi dapat terdongkrak oleh konsorsium besar atau karya bertahap yang berulang, sedangkan kepemimpinan cenderung mencerminkan arah intelektual dan penentuan agenda.

Berbagai indikator independen menunjukkan pesatnya kemajuan China dalam karya ilmiah berdampak tinggi. Beragam metode pemeringkatan, termasuk yang melacak porsi makalah paling banyak disitasi di dunia, menunjukkan China berkembang pesat dan, menurut sejumlah ukuran, telah melampaui AS dalam dampak di beberapa bidang STEM. Jumlah paten China juga melonjak, kira-kira dua kali lipat jumlah paten AS pada 2021. Indikator-indikator ini tidak mencakup semua aspek kualitas, tetapi selaras dengan sinyal kepemimpinan yang terlihat dalam makalah kolaboratif.

Dari kolaborasi ke persaingan: tren AS-China

Porsi kepemimpinan China dalam makalah yang ditulis bersama oleh peneliti AS dan China meningkat dari 30 persen pada 2010 menjadi 45 persen pada 2023. Jika diproyeksikan ke depan, kedua garis akan bertemu dalam beberapa tahun. Perubahan ini mencerminkan kapasitas China yang semakin besar dalam memunculkan gagasan, mendanai proyek kompleks, dan mengoordinasikan tim lintas lembaga, sementara AS masih memiliki keunggulan tak tertandingi dalam infrastruktur riset dasar dan laboratorium unggulan.

Ketika peneliti memodelkan dunia dengan lebih sedikit hubungan AS-China, porsi kepemimpinan global China meningkat, bukan menurun. Tim China telah memimpin banyak proyek bersama Eropa dan di seluruh Asia, sehingga pemisahan sebagian mengalihkan kegiatan alih-alih menghentikannya. Beijing juga memanfaatkan pendidikan untuk membangun kolaborasi di masa depan. Pendanaan beasiswa, gelar bersama, dan program peneliti tamu di bawah Inisiatif Sabuk dan Jalan telah menciptakan jalur talenta yang kini menghubungkan laboratorium China dengan universitas dari Asia Selatan hingga Afrika. Jejaring tersebut terlihat dalam data publikasi: China memimpin kolaborasi dengan banyak negara tersebut.

Arus talenta dan arus balik tenaga ahli

Selama beberapa dekade, AS diuntungkan oleh masuknya ilmuwan terlatih dari luar negeri secara konsisten, terutama dari China. Keunggulan itu kini mendapat tekanan. Antara 2010 dan 2021, hampir 20.000 ilmuwan keturunan China yang memulai karier di AS pindah ke negara lain, dengan jumlah keberangkatan meningkat dari 900 pada 2010 menjadi 2.621 pada 2021. Setelah peluncuran Inisiatif China pada 2018, jumlah keberangkatan tersebut meningkat sekitar 75 persen, dan pada 2021 sekitar dua pertiga peneliti yang pindah memilih posisi di China. Ilmuwan yang disurvei melaporkan kecemasan terkait kolaborasi dan pengajuan hibah, dengan banyak yang mengatakan mereka merasa kurang aman sebagai peneliti akademis.

Dalam analisis sejawat atas tren ini, para penulis yang menerbitkan tulisan di Proceedings of the National Academy of Sciences memperingatkan bahwa iklim tersebut dapat mengikis kapasitas AS untuk menarik dan mempertahankan talenta terbaik.

Amerika Serikat telah lama diuntungkan oleh kontribusi para ilmuwan imigran, terutama yang berasal dari China. Perkembangan ini mengancam kemampuan AS untuk mempertahankan dan menarik talenta ilmiah terbaik, yang berpotensi melemahkan kepemimpinan globalnya di bidang sains dan teknologi.

Marcia McNutt, presiden Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional AS, juga memperingatkan bahwa laju pertumbuhan investasi dan hasil riset China melampaui Amerika. Ia menyampaikan kekhawatiran itu secara lugas.

Semua ini menunjukkan kepada saya bahwa ada tren yang sangat mengkhawatirkan.

Bidang yang lebih dulu dikuasai China

Pergeseran kepemimpinan paling terlihat di bidang teknologi yang dianggap strategis oleh pemerintah. Studi yang mengaitkan temuannya dengan metrik AS untuk teknologi kritis menunjukkan bahwa di delapan dari sebelas bidang prioritas yang ditetapkan oleh National Science Foundation, peneliti China berada di jalur untuk mencapai keseimbangan kepemimpinan dengan AS sebelum 2030. Ini bukan berarti China akan mendominasi pasar komersial di semua bidang, tetapi menunjukkan kekuatannya dalam menentukan agenda riset dan menerbitkan studi berdampak tinggi.

AI dan semikonduktor

China telah memperluas kiprahnya dalam riset inti AI, mulai dari arsitektur pembelajaran mesin hingga visi komputer dan pemrosesan bahasa alami. Banyak makalah di bidang ini melibatkan tim interdisipliner besar dan eksperimen yang membutuhkan komputasi intensif. Dalam bidang semikonduktor, China menghadapi hambatan dalam manufaktur mutakhir dan akses terhadap perangkat tertentu, tetapi laboratorium China menghasilkan banyak riset tentang material, fisika perangkat, dan teknik desain yang menjadi landasan generasi cip berikutnya. Kepemimpinan dalam publikasi tidak menjamin kepemimpinan manufaktur, tetapi memengaruhi arah sains yang memungkinkan terciptanya cip baru.

Teknologi kuantum

China menganggap kuantum sebagai prioritas nasional dan telah mengalokasikan sumber daya publik dalam jumlah besar, dengan investasi sekitar 15 miliar dolar AS. Negara ini mengoperasikan jaringan komunikasi kuantum terbesar di dunia, yang membentang sekitar 12.000 kilometer dan menjangkau luar angkasa melalui satelit kuantum seperti Micius. Kelompok peneliti China menerbitkan lebih banyak makalah terkait kuantum setiap tahun dibandingkan negara mana pun. Meski AS masih unggul dalam beberapa paten komputasi kuantum dan pengembangan sektor swasta, China jauh lebih maju dalam infrastruktur komunikasi kuantum dan telah mengintegrasikan lembaga riset publik dengan badan usaha milik negara untuk menerapkan sistem di dunia nyata.

Para pemimpin industri AS berpendapat bahwa investasi berkelanjutan dan ekosistem riset yang terintegrasi sangat penting untuk mempertahankan daya saing. Salah satu tokoh terkemuka menyampaikannya secara ringkas.

Mempertahankan kepemimpinan Amerika membutuhkan investasi berkelanjutan dalam riset dasar.

Bioteknologi dan ilmu kesehatan

China telah membangun basis bioteknologi yang luas, ditopang pendanaan publik yang besar, klaster riset di sekitar kota-kota seperti Shanghai, serta kemampuan kuat dalam riset kontrak, bio-manufaktur, dan bahan farmasi aktif. Laboratorium China menghasilkan lebih banyak karya berdampak tinggi di bidang genomika, terapi sel, dan biologi sintetis. Pihak berwenang memperlakukan data genetik sebagai sumber daya strategis, membatasi akses dari luar sembari memperluas kumpulan data domestik yang mendukung analisis berbasis AI. Banyak perusahaan China masih bergantung pada mitra dan pasar luar negeri untuk produk canggih, sementara potensi keuntungannya dapat dibatasi oleh kebijakan penetapan harga dalam negeri. Meski demikian, mesin risetnya kuat dan menarik investasi serta mitra asing, bahkan ketika persaingan geopolitik meningkat.

Kesehatan masyarakat dan riset medis bersinggungan dengan diplomasi melalui Jalur Sutra Kesehatan, sebuah payung bagi proyek pengawasan penyakit, genomika, dan uji klinis yang memperluas kehadiran ilmiah China di kawasan berkembang. Pendekatan ini bersifat menyeluruh, menghubungkan aktor militer, sipil, akademis, dan komersial untuk membangun kapasitas jangka panjang.

Energi dan material

Peneliti China menerbitkan banyak karya di bidang ilmu material, termasuk kimia baterai, katalis untuk hidrogen dan amonia, serta komposit canggih untuk struktur yang lebih ringan dan kuat. Perkembangan penyimpanan energi dan pembangkitan energi baru mencerminkan investasi konsisten selama bertahun-tahun serta meningkatnya permintaan domestik terhadap teknologi hijau. Peralihan dari temuan laboratorium menjadi produk global akan bergantung pada rantai pasok, standar, dan akses terhadap modal, bidang-bidang yang sangat dipengaruhi pilihan kebijakan semua pihak.

Pendanaan, universitas, dan efek skala

Skala pendanaan dan jalur pengembangan talenta menjadi kunci kepemimpinan. Pada 2021, AS membelanjakan sekitar 806 miliar dolar AS untuk riset dan pengembangan, sementara China berinvestasi sekitar 668 miliar. Laju pertumbuhan China kira-kira dua kali lipat laju AS, dan kini China menghasilkan jauh lebih banyak lulusan doktor STEM setiap tahun. Pada 2025, universitas China diproyeksikan menganugerahkan sekitar 77.000 gelar doktor STEM per tahun, dibandingkan sekitar 40.000 di AS. China juga mempekerjakan lebih banyak peneliti dibandingkan gabungan AS dan Uni Eropa. Angka-angka itu berkontribusi pada metrik publikasi dan kepemimpinan.

Basis data publikasi berkualitas tinggi menunjukkan China memperlebar keunggulannya dalam kontribusi terhadap sejumlah jurnal terkemuka. Data 2024 menempatkan China di posisi teratas dengan selisih yang cukup besar, sementara porsi AS menurun, terutama di bidang kimia dan sejumlah bidang ilmu fisika. AS masih memimpin ilmu kesehatan dan mempertahankan posisi pertama dalam ilmu biologi, tetapi kesenjangan menyempit seiring pesatnya pertumbuhan karya China di bidang-bidang tersebut.

Sistem universitas China berkembang pesat dari segi skala maupun kualitas. Salah satu pemeringkatan global utama untuk 2025 mencatat lebih banyak institusi China daripada AS untuk pertama kalinya. China juga memimpin dalam jumlah institusi pada beberapa pemeringkatan global lainnya yang menekankan dampak publikasi. Universitas unggulan seperti Tsinghua dan Peking naik ke jajaran teratas, sementara lebih banyak universitas regional berfokus pada AI, kuantum, bioteknologi, teknologi energi baru, dan ilmu lingkungan. Basis yang luas ini menghasilkan banyak peneliti pascasarjana dan peneliti pascadoktoral yang kemudian bergabung dengan laboratorium nasional dan industri.

Riset AS tetap mendalam dan inovatif, tetapi ketidakpastian anggaran menjadi hambatan. Usulan pemotongan anggaran bagi badan-badan sains federal, termasuk pengurangan besar di National Institutes of Health, memicu kekhawatiran akan pengetatan pendanaan yang kemungkinan tidak dapat sepenuhnya diimbangi oleh filantropi swasta. Perselisihan kebijakan dan perubahan aturan tata kelola universitas juga membuat sejumlah kampus kurang menarik bagi mahasiswa dan dosen asing. Jika digabung dengan meningkatnya pengawasan terhadap kolaborasi lintas batas, faktor-faktor ini berisiko mengikis keunggulan talenta yang selama beberapa generasi menopang kepemimpinan AS.

Kolaborasi di era pemisahan

Kontrol ekspor atas cip canggih dan teknologi lainnya, bersama pembatasan di bidang riset sensitif, mendorong laboratorium untuk meninjau ulang jejaring kolaborasi. Pemerintah Eropa memperketat pemeriksaan di sejumlah bidang sambil berupaya tetap terbuka di bidang lain. China telah memberlakukan kontrol ekspor dan pembatasan berbagi informasi internasional di bidang strategis tertentu. Kolaborasi tidak berakhir, tetapi dialihkan ke jalur lain. Pemodelan kepemimpinan dalam studi baru ini menunjukkan bahwa jika hubungan AS-China semakin melemah, porsi kepemimpinan China dalam proyek global tetap akan meningkat, karena tim China lebih sering memimpin proyek bersama mitra di Eropa, Asia Selatan, dan kawasan lain.

Diplomasi pendidikan turut berperan. Sejak 2012, China mendanai kelompok besar mahasiswa internasional, khususnya dari Afrika dan Asia Selatan. Pada 2018, hampir separuh mahasiswa asing di China berasal dari kawasan-kawasan tersebut, dan data publikasi kini menunjukkan China memimpin kolaborasi di banyak negara peserta Inisiatif Sabuk dan Jalan. Hubungan ini membangun kedekatan, pelatihan bersama, dan kemitraan berulang yang tercermin dalam metrik kepemimpinan beberapa tahun kemudian.

Penetapan standar dan norma menjadi arena persaingan baru. China berupaya memperluas jaringan komunikasi kuantumnya dan menjalin kemitraan internasional, sementara pemerintah Barat berfokus pada rantai pasok tepercaya dan protokol bersama di antara negara-negara sekutu. Ekosistem yang terfragmentasi dapat memperlambat penyebaran gagasan dan menimbulkan ketidakcocokan. Ikatan ilmiah yang kuat di antara negara-negara dengan pandangan serupa dapat mengurangi risiko tersebut, tetapi penurunan kolaborasi lintas batas yang berkelanjutan kemungkinan akan memperlambat kemajuan di bidang yang sangat membutuhkan skala dan keahlian beragam.

Hal yang dapat mengubah arah perkembangan

Pilihan kebijakan dapat membentuk hasil di kedua belah pihak. Bagi AS, sejumlah langkah dapat membantu mempertahankan kepemimpinannya. Pendanaan yang berkelanjutan dan dapat diprediksi untuk riset dasar serta riset yang terinspirasi kebutuhan penerapan sangat penting, terutama di bidang AI, kuantum, energi bersih, dan material canggih. Pengembangan tenaga kerja perlu mendapat perhatian di seluruh jalur, mulai dari community college dan program pemagangan hingga pendidikan doktoral. Kebijakan imigrasi modern yang menyambut ilmuwan dan mengurangi hambatan visa akan membangun kembali daya tarik AS bagi talenta. Proses hibah dapat diperbarui untuk mengurangi kerumitan yang tidak perlu dan meredakan kekhawatiran yang menghambat kolaborasi atau pengajuan. Menjaga keamanan riset sembari tetap terbuka terhadap kemitraan yang sah akan menangani risiko nyata tanpa menguras talenta global dari AS.

Kerja sama dengan negara sekutu dapat memperbesar skala ketika kapasitas masing-masing negara terbatas. Fasilitas uji bersama, standar yang saling kompatibel, dan investasi terkoordinasi dapat mempercepat penerapan temuan laboratorium menjadi sistem komersial di bidang kuantum, bioteknologi, dan energi bersih. Mekanisme membangun kepercayaan, batasan yang transparan untuk riset sensitif, serta kesepakatan timbal balik tentang akses data di bidang berisiko rendah dapat membantu mempertahankan manfaat sains terbuka.

Bagi China, mempertahankan momentum dalam riset berdampak tinggi tidak sama dengan mendominasi pasar global. Keberhasilan komersial bergantung pada rantai pasok tepercaya, perlindungan kekayaan intelektual, serta akses ke pelanggan dan investor luar negeri. Kebijakan penetapan harga dan penggantian biaya di dalam negeri memengaruhi modal yang tersedia untuk inovasi berisiko di bidang layanan kesehatan. Keputusan yang mendukung kolaborasi terbuka di bidang berisiko rendah, sambil mempertahankan aturan yang jelas untuk sektor strategis, akan mengurangi hambatan dan mempercepat penerapan hasil riset China di seluruh dunia.

Poin Penting

• China memimpin 45 persen makalah kolaboratif AS-China pada 2023, naik dari 30 persen pada 2010, dan diproyeksikan mencapai keseimbangan dengan AS pada 2027 atau 2028.
• Metrik kepemimpinan menggunakan pembelajaran mesin untuk mengidentifikasi siapa yang mengarahkan sebuah studi berdasarkan pernyataan kontribusi dan peran kepenulisan.
• Pemodelan menunjukkan bahwa pemisahan kerja sama sains AS-China akan meningkatkan porsi kepemimpinan global China, karena peneliti China lebih sering memimpin proyek bersama mitra di luar AS.
• China diperkirakan mencapai keseimbangan kepemimpinan dengan AS sebelum 2030 di delapan dari sebelas bidang teknologi kritis yang dipantau National Science Foundation.
• China meningkatkan jumlah dan dampak riset di bidang AI, riset semikonduktor, komunikasi kuantum, dan ilmu material.
• Investasi publik China dalam teknologi kuantum mencapai sekitar 15 miliar dolar AS, dan negara itu mengoperasikan jaringan komunikasi kuantum sepanjang 12.000 kilometer yang didukung satelit kuantum.
• Kekuatan bioteknologi China mencakup riset kontrak, bahan farmasi aktif, serta kemampuan yang terus berkembang di bidang genomika dan terapi sel, meski komersialisasi produk canggih masih bergantung pada pasar luar negeri.
• Belanja R&D AS mencapai sekitar 806 miliar dolar AS pada 2021, dibandingkan 668 miliar dolar AS di China, dengan laju pertumbuhan China kira-kira dua kali lipat AS.
• China memperlebar keunggulannya dalam kontribusi terhadap sejumlah jurnal terkemuka, sementara AS masih memimpin ilmu kesehatan dan mempertahankan kekuatan di ilmu biologi.
• Keberangkatan ilmuwan keturunan China dari AS meningkat sekitar 75 persen setelah 2018, dengan banyak yang menyebut kecemasan terkait kolaborasi dan proses hibah.
• Sejak 2012, China telah menginvestasikan sekitar 33,3 miliar yuan untuk mendidik mahasiswa asing, terutama dari Afrika dan Asia Selatan, sehingga memperkuat jejaring riset yang mendukung kolaborasi yang dipimpin China.
• Langkah yang dapat diambil AS untuk menstabilkan kepemimpinan mencakup pendanaan berkelanjutan, kebijakan imigrasi yang ramah terhadap talenta, penyederhanaan aturan hibah, serta penguatan keamanan riset dengan tetap membuka ruang bagi kolaborasi berisiko rendah.