2025年,世界将庆祝基于量子力学的科学发现和技术突破100周年。然而,随着量子技术的发展,世界面临的挑战导致了贸易和科学合作的限制。以下是单位、公共机构和私营公司如何协作以确保量子技术的包容性和公平发展的方法。明年,世界将庆祝与量子力学相关的科学发现和技术突破100周年,联合国将此时刻定为“国际量子科学技术年”(IYQ25)。
随着我们结束量子技术的第一个世纪,创新正在快速加速,汇聚了来自世界各地的优秀头脑。然而,随着首批量子支持和量子安全系统的形成,世界正面临各种不稳定因素的挑战。各国为了保护自身利益,正在对科学合作、贸易和交流设定严格的限制。然而,在某些领域,开放交流或在全球合作与国家主权考量之间的谨慎平衡可能对各方都有利。以下是多个领域,世界正在共同采取行动以推动量子技术的发展。
可持续发展目标
预计量子技术将在实现联合国的多个可持续发展目标(SDGs)的努力中发挥重要作用。目前这些目标中的几项已经取得了一些进展。其中一个例子是开放量子研究所(OQI),该研究所在今年早些时候开始运营。该研究所由日内瓦科学和外交预测者(GESDA)孵化,并由全球最大的研究中心CERN主持,其汇聚了来自世界各地的利益相关者,以通过量子计算机(QCs)的发展支持SDGs。
在OQI的三年试验阶段中,将重点攻克17个SDGs中的6个。数百名专家将分成小组,提出和测试想法,使用由不同提供商提供的各具优缺点的多种量子计算系统,包括:超导(IBM、IQM、OQC)、中性原子(Pasqal)和捕获离子量子计算机(AQT)。该研究所还将开发工具和材料以教育决策者,并向世界未得充分服务的地区扩展量子访问。
除了量子计算机,量子传感器——基于量子力学基本原理的新型探测器,具有高精度和绝对(而非相对)测量能力——也在支持SDGs中发挥作用。2022年,Exail的一款量子重力计在意大利南部的埃特纳火山顶端完成了一年的测量活动。该设备是一个欧洲项目的一部分,其提供了关于活跃层状火山的高敏感性数据,帮助科学家优化他们的模型并更好地预测未来的火山喷发。
这项工作的结果表明,量子重力计(和量子传感器)可以提供有关地球内部运作的宝贵见解,并帮助人类实现与环境变化相关的SDGs。世界经济论坛发布了新的《量子面向社会:实现SDGs雄心的报告》,以提高对量子解决方案变革潜力的认识,特别是针对SDGs。此外,论坛也推出了量子应用中心,这个平台展示了促进可扩展和包容性量子生态系统的应用。全球标准
新技术的广泛和持续采用需要对其底层基本特征达成共识。
目前已在对未来量子经济的这些普遍参数进行定义的活动已在进行中。技术标准的共识由来自世界各地的国家标准化组织共同定义。如今,两个联合技术委员会(JTCs)已经启动,每个委员会由一对标准开发组织(SDOs)发起,旨在为多个量子行业定义指导方针:量子计算和模拟;量子通信和密码学;量子源、检测、传感、计量及增强成像;以及量子系统的基本组件。全球标准的发展并不快速。
它需要广泛的科学测试、演示和其他验证,以及相关利益者之间的仔细讨论、谈判,甚至各国之间的外交。这些努力的成果却是强大且持久:它们将塑造量子解决方案未来数十年。世界各地的社会都能从中受益。标准可以让量子系统更可靠、可互操作,并在规模上更便宜。这些收益将使量子系统对用户更简单,并促进单位、公司、研究人员和个人对量子解决方案的采用。
全球安全
在过去四十多年来,量子研究领域的先驱者识别了量子技术在模拟非量子支持系统无法触及的复杂系统以及在防止窃听者的通信渠道中潜在的应用。随着这种潜力得以实现,以及早期商业产品的形成,单位开始基于国家安全理由对量子系统的出口加以限制也许并不令人意外。然而,就像过去一个世纪对量子科学的探索一样,商业量子系统的发展必然是全球性的,由于最前沿的知识和必要的组件分布在全球各地。
因此,国际安全联盟开始关注量子技术。AUKUS——澳大利亚、英国和美国之间的安全合作伙伴关系,曾在成立之初指出,参与国家将合作开发包括量子技术在内的先进能力。这种合作可能很快就会吸引来自印太地区的其他志同道合的国家。最近,北约发布了其首个量子战略,并呼吁创建一个跨大西洋量子社区,以准备其成员迎接量子未来。这些国际努力将加速量子解决方案的发展,但可能会沿着意识形态的界限导致尖端系统的全球分裂。
从这里我们将如何走向量子技术的未来?世界将从量子支持的解决方案中获得巨大的收益。2025年量子研究和发展的庆祝活动应该强调量子技术的共同利益,并扩大全球在持续量子努力中的参与。认为市场领导、国防和安全考量不会在量子技术的发展中发挥作用是幼稚且不切实际的。这些考量必须存在但不应成为未来量子经济的主要驱动力。关于第四次工业革命,世界经济论坛在做些什么?
世界经济论坛率先将世界的注意力吸引到了第四次工业革命上,这一时期由于快速的技术进步而充满了前所未有的变化。政策、惯例和法规未能跟上创新的步伐,这创造了越来越大的需求来填补这一空白。论坛在2017年建立了第四次工业革命网络中心,以确保新兴技术能在未来帮助(而不是伤害)人类。网络总部设在旧金山,并在2018年在中国、印度和日本设立了中心,并迅速在世界许多国家建立了本地运营的附属中心。
全球网络正与来自单位、商业、学术界和公民社会的合作伙伴紧密合作,协作设计和试验灵活的框架以治理新兴技术,包括人工智能(AI)、自动驾驶车辆、区块链、数据政策、数字贸易、无人机、物联网(IoT)、精准医疗和环境创新。了解第四次工业革命网络中心为准备迎接未来所做的开创性工作。想帮助我们塑造第四次工业革命?联系我们,了解你如何成为成员或合作伙伴。
量子技术的发展需要巨额投资、专业培训和只有在少数发达国家才能实现的成熟技术环境。