世界经济论坛报告：把握量子机遇，实现可持续的未来

近日，世界经济论坛与埃森哲联合发布报告：《量子促进社会：实现可持续发展目标的雄心》（Quantum for Society: Meeting the Ambition of the SDGs），就量子技术与可持续发展目标之间的紧密联系进行深入探讨。

报告主要探讨了量子技术与可持续发展间的联系，重点关注量子计算、量子传感和量子通信等技术如何在2030年前实现早期价值。报告强调以多方努力构建量子生态系统，为社会创造价值，应对全球范围内的挑战。

报告链接：

www3.weforum.org/docs/WEF_Quantum_for_Society_2024.pdf

★把握量子机遇★

实现可持续的未来

量子通信：朝着连接城域

或区域规模网络的超安全通信方向发展

量子通信是游戏规则的改变者，它以现代通信系统无法做到的方式确保了数据的超安全传输。预计在未来25年内，量子通信将使全球量子信息网络——量子互联网的构建成为现实。作为能帮助加强网络安全、促进社会公平正义，同时也是推进产业和基础设施发展的关键，不少国家已积极开展量子互联网的相关研究和试验。

实现这一目标的一个关键突破是使用卫星或地面量子中继器，这些中继器可以安全地放大信号，使传输距离超过500公里。目前，只有中国已经实现了长距离传输，建立了一个4600公里的量子通信网络。

量子通信可以通过两种方式帮助推进可持续发展目标的里程碑。首先，量子安全通信有助于加强各组织抵御来自犯罪组织的潜在网络安全威胁。其次，量子通信将成为每个国家基础设施的核心，也是推进工业、创新和基础设施目标的关键。

但是，重点必须放在让所有人都能使用量子通信上，不能让任何国家掉队。

量子计算：聚焦早期价值，避免炒作

量子计算虽尚未完全准备好迎接世界范围内紧迫的挑战，但其在特定领域内有望发挥关键作用。如材料科学和生物学中的分子模拟和发现、复杂系统的优化和风险管理、人工智能和机器学习。

量子比特是量子计算机的重要组成部分，尽管炒作不断，但目前可用的量子计算机几乎不超过一千个量子比特。经典超级计算机拥有数万亿个经典比特。若要扩展现有的量子计算机来执行诸如发现新的CO²催化剂这样复杂的任务，则需要数百万个量子比特。

量子比特（qubit）

存储信息的物理结构，类似于经典计算机位，但使用叠加和纠缠。

量子传感：从希望到现实

量子传感是近期内有可能实现可持续发展目标的机会之一。与量子计算相比，量子传感是一项更为成熟的技术，磁共振成像(MRI) 等在医疗诊断领域内已经使用了很多年了。

例如，量子磁力计和量子重力仪等有望在医学成像、神经学、气候变化评估等方面发挥重要作用，且部分技术已实现商业化。心磁图仪(MCG)设备上的量子传感器可以帮助医生更好地捕捉心脏活动的图像，有助于发现心脏异常或潜在的健康问题。

与其他量子技术相比，量子传感器通常要与大量已投入使用的设备竞争。因此，量子传感器的最终效果将取决于其在灵敏度、准确性等方面能否大幅提升现状，以及能否实现新功能或节约成本。

量子传感（Quantum sensing）

先进的传感器技术，利用量子力学特性来探测物理世界中原本无法探测到的微小变化。

构建面向社会的量子生态系统

量子技术在改善数十亿人的生活、实现可持续发展目标上有着巨大的潜力。例如，在消除贫困方面，量子技术有助于实现基本服务保障、抵御气候相关灾害等可衡量的目标。

在 “水 - 能源 - 粮食” 的关系中，量子技术可通过地球观测等途径，同时推进粮食、水和能源的获取，减少温室气体排放。欧洲航天局正在开发空间量子重力仪等技术，以便监测气候变化等。

此外，量子技术在其他领域内也有诸多应用。在医疗领域，量子传感器可提高心血管疾病诊断的准确性和速度；在环境领域，可用于水质监测与净化、气候模拟及天气预报等；在能源领域，量子计算可助力太阳能电池设计、碳捕获等，提高能源利用率，减少碳排放。

Source: Worid Economic Forum

构建面向社会的量子生态系统需要全球和自身相结合的方法。全球层面，可通过国际合作确定实用解决方案，推动可持续发展目标的开展。各国政府需加快引入相关计划，促进国际间知识交流和合作。量子领域的科学研究还需要全球的资金支持，优化量子基础设施。与此同时，需要促进量子技术知识的共享和传播，以提高公众和决策者对量子技术潜力的认识；制定支持量子技术发展的政策框架，以确保技术的公平和可持续应用。

量子技术：未来可期

量子技术在能源效率方面有潜在优势。如果量子计算机只能与经典计算机持平，而不能超越经典计算机，那其价值便无从谈起，但从可持续发展的角度看，量子计算机能提供更优的计算范式，即 “量子能量优势”。不是经典对抗量子，而是经典加量子，才能帮助人类减少碳排放， 离实现可持续发展更近一步。

在水资源方面，量子计算可能有助于减少计算密集型系统的水利用，如解决数据中心热管理优化问题，减少对水冷空调的依赖，加速数据分析。在可再生能源领域，量子可探索动态资源管理，灵活匹配可再生发电。

量子技术作为一种前沿科技，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。虽然目前仍面临诸多挑战，但在各方的共同努力下，有望在实现可持续发展目标等方面发挥重要作用，为人类社会带来积极而深远的影响。现在，是优先考虑社会福祉，积极为当代人和子孙后代保护环境的时候了，必须立刻抓住机会，利用量子技术造福社会。

本文综合自墨子沙龙。