关于量子技术，你应该了解这些
面对日益严峻的供应链中断局面，量子技术有望提供关键的效率提升方案。 Image: Unsplash/CHUTTERSNAP
- 量子技术有望重塑全球制造业与供应链格局，释放全新效能并强化安全保障。
- 从波音公司到鹿特丹港，量子计算、传感与安全技术的早期应用案例正日益增多。
- 世界经济论坛与埃森哲在白皮书《量子技术：先进制造业与供应链的关键机遇》中，共同探讨了量子技术的落地实施策略。
量子技术正迅速从理论领域转向为制造业创造实际价值的实用工具。例如，IBM和波音公司就运用量子计算技术在研究中发现了抗腐蚀材料。
这一变革可能从根本上重塑全球制造业和供应链体系，释放全新效率、强化安全保障，并为具有前瞻性的领导者提供战略优势。
在最新白皮书《量子技术：先进制造业与供应链的关键机遇》中，世界经济论坛与埃森哲共同阐述了量子技术对工业运营的意义，并分享了具有可量化效益的早期案例研究，包括效率提升、成本节约和韧性增强等成果。
以下是每位制造业高管必须了解的量子技术影响与机遇，以及如何通过早期行动确保未来竞争力。
量子技术迫在眉睫：制造业的变革潜力
从疫情引发的混乱到不断升级的勒索软件攻击，到气候变化造成的冲击，传统制造业和供应链的脆弱性在过去几年尤为突出。
去年，全球供应链中断事件同比激增38%，极端天气、地缘政治紧张局势和劳工罢工是主要推手。与此同时，针对工业组织的网络安全威胁飙升87%，其中制造业遭受的勒索软件攻击占比高达69%。
在这个充满复杂性和风险的时代，量子技术正崛起为新一代赋能科技。
量子计算、量子传感和量子安全系统正蓄势待发，其突破性效能、精准度和韧性远超经典技术范畴。
通过加速生产进度、实现超精密测量、确保关键任务通信在后量子时代仍保持安全，量子创新技术将重塑全球制造业的设计、生产与物流模式。
量子飞跃：早期案例成功
量子技术在应对复杂性与安全挑战方面具有独特优势，且已开始创造价值。
以下是制造业与供应链领导者正在试点的三项新兴应用：
福特奥托桑公司的生产调度优化
福特奥托桑公司通过运用D-Wave的混合经典-量子退火技术，使其生产基地的汽车制造调度时间缩短50%。该公司面临着生产1500余种高度定制化福特全顺车型的日益复杂挑战。每次规格变更（如车顶高度或轴距调整）都需要重新编程250个工位的焊接机器人，常导致生产延误。传统计算方式规划1000辆车的生产流程需耗时10分钟，开源工具耗时更长，形成制造瓶颈。为解决此问题，福特奥托桑采用基于量子退火器（专为优化问题设计的量子计算机）的新型排程方案。该方案使公司能在五分钟内生成生产计划，单次生产运行中甚至可管理多达16,000个约束条件。
量子金刚石传感器驱动3D半导体创新
微芯片中的隐性缺陷可能导致半导体行业生产延误。量子金刚石传感器的应用为新一代3D半导体提供了先进的质量保证和诊断能力。QuantumDiamonds公司的量子金刚石显微镜（QDM）能生成芯片内部磁场的精确三维图像，实现无损检测。与传统方法不同，QDM可在室温下运行，无需真空室或低温设备等复杂装置。该公司已与全球十大半导体制造商中的七家建立合作，首台QDM设备已在慕尼黑弗劳恩霍夫EMFT研究所投入运行。该案例展示了量子技术如何突破计量领域的行业瓶颈，为汽车、通信和人工智能等领域开发更可靠、可扩展的芯片铺平道路。
鹿特丹港量子安全通信网络
鹿特丹港年吞吐量近5亿吨，对荷兰GDP的贡献逾8%。该港与荷兰通信服务商Eurofiber合作，采用Q*Bird可扩展量子密钥分发（QKD）技术，试点量子安全光纤网络。该网络确保敏感数字基础设施与海事通信实现“不可窃听”，不仅能全面监测任何篡改企图，更可在检测到入侵时即时再生密钥。这项技术突破不仅关乎合规要求，更是抵御日益猖獗的国家支持型网络犯罪与供应链攻击的战略屏障。
这些试点项目的可量化成效包括：减少生产瓶颈、提升吞吐量、早期故障检测、降低安全风险及增强敏捷性。对早期采用量子解决方案的制造业公司而言，每项改进都将带来切实的利润提升。
关乎制造业与供应链的三大量子领域
量子技术正于三大关键领域取得突破，或将对工业运营产生战略性影响：
1. 量子计算
- 优化：在生产与供应链调度、车辆排序、物流规划及库存管理中实现突破——其复杂度远超经典算法处理能力。
- 模拟与材料发现：通过模拟原子级相互作用实现新材料设计，加速研发更轻、更强或更可持续的产品。
- 商业影响：从福特奥托桑的车辆排序到波音的材料设计项目，量子计算有望将大规模工业优化从瓶颈转化为竞争优势。
2. 量子传感
- 超精密测量：实现亚纳米级精度的监测、质量保证与过程控制。
- 预测性维护：早期异常检测支持主动性资产管理，减少停机时间与维护成本。
- 半导体与先进制造：量子增强传感器实现更快速的缺陷检测与更高良品率。惯性测量与磁场传感器在现有导航系统、定位及机器人装配领域带来性能提升。
3. 量子安全与量子通信
- 后量子密码学与量子密钥分发：双重防护敏感运营数据与客户信息，抵御经典及未来量子攻击。
- 安全网络：不可窃听的可扩展量子网络已守护鹿特丹关键港口基础设施，为构建安全弹性的物流网络铺平道路。
- 合规保障：预先构建符合未来发展的数据处理与贸易运营体系，应对全球网络安全法规的持续演进。
应用策略：从试点到平台
为扩大量子技术应用规模并获取效益，制造业与供应链领导者可采取多项并行策略，涵盖即时行动与长期愿景。
- 人才培养与意识提升：组建具备量子素养的团队。为现有专业人员开展技能提升计划，培育“量子意识”文化，确保量子技术获得更广泛的理解与应用。
- 启动试点项目：以云端量子平台开展实验——这类平台前期投资少，可实施低风险试点项目，并快速识别价值。
- 将试点与业务成果挂钩：优先推进直接提升效率、韧性或敏捷性的项目，使量子投资与战略目标紧密关联。
- 协同制定行业标准：加入联盟与行业组织，共同建立通用标准，分享竞争前最佳实践，倡导建立量子友好型监管环境。
- 平衡炒作与现实：避免夸大当前能力，借鉴人工智能、机器学习的普及曲线经验。领导者需认识到实质性回报已初现端倪，但全面转型仍需数年迭代与规模化过程。
- 评估并规避风险：定期排查供应链瓶颈，追踪行业成熟度，与顶尖供应商合作，在生态系统演进中避免代价高昂的失误。
今天构建的量子技术素养与平台能力，将决定明天的市场领导者。量子时代并非遥不可及，它已然降临。那些准备好把握量子潜力的制造业与供应链领袖，将引领行业未来发展。
本文作者：
Kate Whiting，世界经济论坛资深撰稿人
本文原载于世界经济论坛Agenda博客，转载请注明来源并附上本文链接。
翻译：李子健
编辑：王灿
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