量子技術助力社會：實現可持續發展目標

DinK發表於2024-10-18

隨著我們接近聯合國設定的2030年這一可持續發展目標議程的最後期限，量子技術可能為推進17個可持續發展目標提供獨特的機會，從減輕貧困到地球脫碳、轉向可再生能源以及改善所有人的健康和福祉。

這份題為《量子技術為社會服務：實現可持續發展目標》的報告旨在為量子技術如何為社會創造價值提供一些指導。為此，新興生態系統必須共同努力，確定、優先考慮和研究量子技術——例如量子計算、量子感測和量子通訊——這些技術有機會為我們的可持續發展目標帶來重大進展。

量子能夠改變可持續發展的遊戲規則嗎？

量子很可能是我們期待已久的顛覆性技術，它將加速實現可持續發展目標的程序。確定可能在未來六年內準備就緒並有可能快速擴大規模、影響數十億人生活的量子解決方案，對於以具體和切實的方式影響社會議程至關重要。

然而，一些量子技術仍處於早期發展階段。量子感測領域的一些應用可能很快就會釋放價值，例如在健康和福祉（可持續發展目標3）和可負擔的清潔能源（可持續發展目標7）等領域的實際應用。另一方面，量子通訊將以現代通訊系統目前無法實現的方式確保資料的超安全傳輸。可是，評估量子計算的短期潛力仍然很困難。到目前為止，還沒有領先的方法，不同的量子模態（例如超導、中性原子、捕獲離子、光子學等）共存，呈現出優缺點並存的局面。

量子的力量在於它能夠推動每一項可持續發展目標。但哪些量子解決方案應該優先考慮？世界經濟論壇確定的一些用例，如水質監測、支援災害準備的地球觀測、太陽能電池設計以及氣候建模和天氣預報，更有可能引發真實且可衡量的影響，顯示出乘數效應和同時推動多個可持續發展目標的能力。毫不奇怪，這些相同的用例與水-能源-糧食關係相一致，這是聯合國教科文組織建立的一個框架，旨在展示某些目標之間複雜而動態的相互關係。

構建生態系統是一項“全球本土化”的努力

目前，社會量子生態系統尚處於萌芽階段。只有由商界領袖、政策制定者、國際組織和學術界共同協作，才能實現系統性變革。要加速和加強其發展，需要所有相關利益攸關方的承諾，將全球考慮與當地優先事項和利益相結合。例如，撒哈拉以南非洲國家需要獲得可靠的飲用水（可持續發展目標6），但往往缺乏實現這一目標的工具和技術。量子感測和量子模擬技術可能有助於緩解該地區數百萬人的飲用水消毒問題。

全球致力於加速社會量子解決方案。

由於量子技術缺乏即時的投資回報，嘗試量子技術的社會企業家將很難獲得私人資金。他們將需要整個生態系統的指導，以獲得曝光、瞭解政府補助、參與開放式創新挑戰並與公私夥伴關係合作。

可持續設計：尋求更綠色的計算正規化

量子計算的巨大機遇取決於在三個領域超越傳統計算機的可能性：材料科學和生物學中的分子模擬和發現、複雜系統中的最佳化和風險管理，以及人工智慧和機器學習。根據定義，當量子機器能夠比最強大的超級計算機更快、更有效地解決現實世界的問題時，就可以獲得量子優勢。但是，如果在尋求更環保的計算正規化時，這種優勢可以用能源效率來衡量呢？

宣稱量子計算機可以比傳統計算機節省能源並非易事，因為需要考慮多種因素（例如量子模態、冷卻系統、問題規模等）。雖然科學家仍在尋求更環保的計算模式，但找到更嚴格的能效指標來衡量量子的碳足跡並打造可持續設計的機器是實現可持續發展議程的迫切需要。