导读:
墨子沙龙 | 来源
量子计算:聚焦早期价值,避免炒作
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
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。
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,量子通信将使令全球量子信息网络——量子互联网的构建成为现实。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。到目前为止,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。
量子互联网能够帮助加强网络安全、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相关研究和试验。
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。
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。
报告指出,世界经济论坛将推出量子应用中心,展示推进可持续发展目标的解决方案,并与沙特阿拉伯的第四次工业革命中心合作,利用量子计算应对可持续性挑战。
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。
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