如何突破量子技术的限制,平衡全球合作与国家主权

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  • 2025年,世界将庆祝基于量子力学的科学发现和技术突破百年纪念。

  • 然而,随着量子赋能技术的发展,世界正面临导致贸易和科学合作受限的挑战。

  • 以下是政府、公共机构和私营企业如何共同努力,确保量子技术实现包容、公平的发展。

明年,世界将庆祝基于量子力学的科学发现和技术突破百年,联合国将宣布2025年为量子科学与技术国际年(IYQ25)。

随着我们即将走完量子科学的第一个百年,创新的快速加速汇聚了全球顶尖人才。然而,随着首批量子赋能和量子安全系统成形,世界正面临各种不稳定因素的挑战。

各国正采取严格限制科学合作、贸易和交流的措施,以维护其主权利益。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取得审慎平衡,可能对各方均有益。

在此,我们将探讨全球正携手推进量子技术发展的几个领域。

可持续发展目标

量子技术有望切实支持联合国多项可持续发展目标(SDGs)。目前已有若干相关贡献正在推进。

其中包括开放量子研究所(OQI),该研究所于今年早些时候开始运营。该研究所由日内瓦科学与外交前瞻机构(GESDA)孵化,并由世界最大研究中心欧洲核子研究组织(CERN)主办,汇聚全球利益相关方,以推动量子计算机(QCs)的发展,支持可持续发展目标。

在开放量子研究所为期三年的试点阶段,将聚焦17项可持续发展目标中的六项。数百名专家将分组提出并测试各类想法,使用由不同供应商提供的一系列量子计算系统,每种系统各有优劣。

欢迎来到量子科技
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例如包括:超导量子计算机(IBM、IQM、OQC)、中性原子量子计算机(Pasqal)和离子阱量子计算机(AQT)。该研究所还将推动相关工具和材料的开发,以教育决策者,并将量子技术的获取扩展至世界上服务不足的地区。

除量子计算机外,量子传感器——基于量子力学基本原理、具有高精度及绝对(而非相对)测量能力的新型探测器——也正投入实地应用,以支持可持续发展目标。

2022年,Exail公司的一台量子重力仪在意大利南部埃特纳火山山顶完成了为期一年的测量工作。该设备是一个欧洲项目的一部分,获取了这座活跃层状火山地震活动的高灵敏度数据,帮助科学家完善模型,更好地预测未来的喷发。

这项工作的成果表明,量子重力仪(以及量子传感器)能够为我们理解地球内部运作提供宝贵见解,并帮助人类实现与环境变化相关的可持续发展目标。

世界经济论坛发布了新报告《量子促进社会:实现可持续发展目标的雄心》,旨在提高人们对量子解决方案为公共利益带来变革潜力的认识,尤其聚焦于可持续发展目标。此外,论坛还推出了量子应用中心,这是一个独一无二的体验式平台,展示促进可扩展、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就其基本特性达成共识。目前已在着手界定未来量子经济的这些普遍参数。

技术标准的共识由世界各地的国家标准化机构共同界定。目前,已启动两个联合技术委员会(JTC),每个委员会由不同的一对标准制定组织(SDO)发起,旨在为多个量子领域制定指南:量子计算与模拟;量子通信与密码学;量子源、探测、传感、计量及增强成像;以及量子系统的基础组件。

全球标准的制定并非一蹴而就。它需要进行大量科学测试、演示及其他验证,还需要相关利益相关方之间的审慎讨论,以及各国之间的谈判甚至外交协商。然而,这些努力的成果将十分强大且持久:它们将在数十年间塑造量子解决方案。

世界各地的社会都将受益。标准可以使量子系统更可靠、更具互操作性,并在规模化应用中更加低廉。这些收益将使量子系统对用户而言更加简便,并促进政府、企业、研究人员和个人采用量子解决方案。

全球安全

四十多年来,量子研究领域的先驱们已认识到量子技术的潜力:既能对超出非量子系统能力范围的复杂系统进行建模,也能保护通信渠道免受窃听者侵害。

随着这一潜力逐步显现、早期商业产品逐渐成形,政府基于国家安全考虑开始对量子系统的出口实施限制,这或许并不令人意外。

然而,正如过去一个世纪对量子科学的探索一样,商业量子系统的开发必然是一项全球性事业,最先进的知识和必要组件分散于世界各地。因此,国际安全联盟也开始将注意力转向量子技术。

AUKUS是澳大利亚、英国和美国之间的安全伙伴关系,其成立时表明,参与国将在包括量子技术在内的先进能力方面开展合作。

这一合作可能很快会纳入印太地区其他志同道合的国家。最近,北约发布了首份量子战略,并呼吁建立跨大西洋量子共同体,以使其成员为量子未来做好准备。

这些国际努力将加速量子解决方案的开发,但很可能在尖端系统领域沿意识形态路线形成全球分化。

我们在量子技术领域的下一步该何去何从?

世界将从量子赋能的解决方案中获益良多。2025年的量子研究与开发庆祝活动应着重强调量子技术的共同利益,并扩大全球范围内对现有量子工作的参与。

若认为市场领导地位、国防和安全考量不会在量子技术发展中发挥任何作用,那将是天真且不切实际的。这些考量必须予以承认,但不应成为未来量子经济的主要驱动力。

世界经济论坛在第四次工业革命方面做了哪些工作?

前沿技术与创新中心汇聚科学家、政策制定者和企业领袖,以理解新兴技术及其现实影响。

通过促进合作与实验,该中心帮助合作伙伴将研究中的创新转化为实际应用,以应对全球共同挑战。

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量子技术的发展需要大量投资、专业培训,以及高度成熟的技术环境,而这只有少数发达国家才能实现。

政府、私营企业和公共机构必须找到创新方式,确保量子技术实现包容、公平和全球性的发展,以实现可持续发展目标并应对我们共同的全球挑战。IYQ25为重新聚焦全球合作提供了契机。

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