打破
周二

量子技术如何推动可持续发展议程?

世界经济论坛与埃森哲合作发布了一份新报告《量子技术:实现可持续发展目标的雄心》,提升了人们对量子技术在推动联合国可持续发展目标(SDGs)方面潜力的认识。缩短目标与现实之间的差距不仅需要抓住2030年里程碑前的短期机会,还需通过构建一个“社会量子”生态系统来全面拥抱这些机会。

与这一愿景一致,论坛的量子经济网络一直在与全球量子生态系统共同合作,提供治理原则、指导和实用框架,并启动量子应用中心,推动量子技术的责任创新和商业化。随着我们临近联合国设定的2030年可持续发展目标(SDGs)截止日期,量子技术可能为推进17个可持续发展目标提供独特的机会,从减轻贫困、减少碳排放、转向可再生能源,到改善全民健康和福祉。报告《量子技术:

实现可持续发展目标的雄心》旨在提供一些指导,说明量子技术如何为社会带来价值。为此,新兴的生态系统必须共同努力,识别、优先考虑和研究量子技术——如量子计算、量子传感和量子通信——这些技术有望为我们的可持续发展目标带来显著进展。量子技术能否成为可持续发展的游戏规则改变者?量子技术可能正是我们在等待的颠覆性技术,可以加速推动SDGs的实现。

识别能够在未来六年内达到成熟并能快速扩展的量子解决方案,这些解决方案有可能影响数十亿人的生活,将是在社会议程中产生具体和实际影响的关键。然而,一些量子技术仍处于早期开发阶段。例如,量子传感领域的一些应用可能会很快带来价值,从而在健康和福祉(SDG3)以及可负担和清洁能源(SDG7)方面实现实际应用。另一方面,量子通信将确保以现代通信系统所不能及的方式实现超安全的数据传输。

然而,评估量子计算的短期潜力仍然困难。目前,还没有领先的方法,不同的量子模式(如超导体、中性原子、囚禁离子、光子学等)共存,显示出各种优缺点。量子技术的力量在于它有能力推进每一个SDG目标。但应优先哪些量子解决方案?论坛识别的一些用例,如水质监测、地球观测以支持灾害准备、太阳能电池设计以及气候建模和天气预报,有更高的机会触发真正且可衡量的影响,显示出乘数效应并能同时促进多个SDG目标。

不出所料,这些用例与教科文组织建立的水-能源-食品纽带框架一致,该框架展示了某些目标之间复杂而动态的相互关系。构建生态系统是“全球本地”的努力
目前,社会量子生态系统仍处于萌芽阶段。只有一个由商业领袖、政策制定者、国际组织和学术界共同工作的协调网络,才能实现系统性变革。加速和增强其发展将需要所有相关利益相关者的承诺,结合全球考虑与地方优先事项和利益。

例如,撒哈拉以南非洲国家需要获取可靠的饮用水(SDG 6),但往往缺少实现这一目标的工具和技术。量子传感和量子模拟技术可能有助于缓解该地区数百万人饮用水消毒问题。实验量子技术的社会企业家将难以获得私人资金,因为量子技术缺乏即时投资回报。他们将需要整个生态系统的指导,以获得曝光、了解单位资助、参与开放创新挑战,并与公私合作伙伴合作。

举例来说,论坛与萨尔曼中心合作发起了Uplink挑战,以寻找能够最大化量子技术潜力以解决关键社会问题的初创企业,包括气候变化、健康福祉、负担得起的清洁能源和可持续增长。在追求更绿色的计算范式中设计可持续性
量子计算的巨大机会在于它有可能在三个领域超过经典计算机:材料科学和生物学中的分子模拟和发现;复杂系统中的优化和风险管理;以及人工智能和机器学习。

通过定义,当量子机器能比最强大的超级计算机更快更有效地解决现实问题时,就能获得量子优势。但如果我们以更绿色的计算范式为目标,这种优势可以通过能源效率来衡量吗?宣称量子机器可以比经典计算机提供节能并非那么简单,因为需要考虑多种因素(例如,量子模式、冷却系统、问题大小等)。

虽然科学家们继续追求更绿色的计算范式,但寻找更严格的能源效率指标来衡量量子技术的碳足迹以及构建可持续设计的机器,对于实现可持续发展议程至关重要。阅读全文请参见:量子技术:实现可持续发展目标的雄心。