量子经济蓝图（英）

与IBM和SandboxAQ 合作 量子经济蓝图 INSIGHTREPORTJANUARY2024 图片：盖蒂图片社 Contents 1主题和构建块15 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2实践中的蓝图49 2.1 2.2 免责声明本文档由 世界经济论坛是对项目，见解领域或互动的贡献 。此处表达的发现，解释和结论是世界经济论坛促进和认可的合作过程的结果，但其结果不一定 代表世界经济论坛的观点，也不是其成员、合作伙伴或其他利益攸关方的整体观点。 ©2024世界经济论坛。保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或任何方式复制或传播，包括影印和记录，或通过任何信息存储和检索系统。 2024年1月 量子经济蓝图 前言 约瑟夫·S·布罗兹 IBM量子增长和市场开发副总裁 杰克·希达里 SandboxAQ首席执行官 IBM的使命是“为世界带来有用的量子计算”和“使世界量子安全”。重要的是，这项新技术的全球用户必须接受科学互惠与合作、公平贸易以及尊重知识产权和合同协议方面的法治的建设性价值观。随着量子技术的成熟和进入实用规模量子计算时代，区域、国家和工业联盟制定战略变得越来越重要。 使用包含并支持这些值的量子能力。 截至2023年12月，24个国家有某种形式的国家倡议或战略来支持量子技术的发展。其中许多政府明确承认有必要指导量子技术的道德、社会、法律和经济影响，包括对网络安全和全球金融体系的影响，削弱某些国家或跨国公司垄断或军事化的潜力，并促进对数据隐私和公平的积极讨论。该蓝图概述了建立包容性和支持民主准入的价值导向战略的关键要素。 toquantumcomputingresources.ItprovidesguidancethatenablethenextstepafteradoptingtheestablishedQuantumComputingGovernancePrinciples.Itallowspolicy-makerstoputthecorevaluesandprinciplesintopracticebydefining 将其作为连贯的区域或国家战略的一部分实施。 量子技术可以改变整个行业，推动人类社会发展，并应对我们世界上一些最大的挑战。这些技术将为医疗保健，技术 ，能源生产，金融，网络安全等带来的创新将使每个人受益，应该分享，以改善社会，地球的可持续性和子孙后代的福祉。 SadboxAQ很自豪能够与世界经济论坛合作，共同构建国家量子生态系统的蓝图。SadboxAQ的使命是帮助企业、政府和研究机构利用人工智能(AI)和量子技术的力量，为独特和复杂的挑战提供突破性的解决方案。量子技术远远超出了量子计算机，包括量子传感，量子网络，量子安全网络和量子模拟。这些领域中的许多现在正在产生影响，远远领先于容错量子计算机。AI和量子技术是协同技术。例如，AI可以从高度敏感的量子传感器中提取信号，从而推动医学和导航领域的关键应用。 将采取精心策划的全球举措，以确保AI和量子技术的利益在各国之间公平分配，以避免日益扩大的量子鸿沟。世界经济论坛对量子技术民主化和全球化的愿景和方法将对社会的未来产生广泛而持久的影响。 前言 JeremyJurgens世界经济论坛董事总经理 释放量子技术的承诺并加强发展努力 现实世界的量子应用需要在研发和全球扩展方面进行密切的公私合作。论坛的量子经济网络旨在鼓励全球协作和知识共享，提高对技术潜力的认识，并为减轻网络安全风险做好准备。论坛致力于 与生态系统合作，推进量子技术的负责任创新和商业化 。量子经济 蓝图提供了一个路线图，以公平的方式建立量子生态系统，以防止量子能力和对量子硬件和基础设施的访问方面的差距扩大，从而实现向量子经济的过渡。每个国家或地区都可以基于其量子战略的成熟度水平，以模块化和分阶段的方式采用蓝图的各种构建块，无论它们涉及哪种量子技术。我们希望这一蓝图将成为自我评估、参与和利用量子经济的好处，为人类创造更美好的未来的宝贵起点。 前言 凯利·里奇代尔，阿鲁尼玛·萨卡尔，米拉·沃尔夫·鲍文斯 量子技术（QT）的开发和应用的最新进展引起了国家，地区和组织的越来越多的兴趣。值得注意的是，他们专注于量子技术的潜力，以发现经典计算机尚未解决的问题-可能永远无法解决。我们对QT的早期采用者优势， 帮助我们决定如何以及在哪里探索-并希望获得-QT的好处 。我们可以从过去中学习，并积极主动地确保QT的开发和部署是为了所有人的利益。为此，需要深思熟虑，科学合理和社会经济整体的QT策略。 这就是量子经济蓝图想要提供的：对已经存在的反思的时刻 量子战略。国家和区域量子核心要素的抽象传播 构建模块中的策略使其他人能够从现有示例中学习，同时还进一步开发了QT和相应生态系统的各个成功策略的构建模块。作为作者，我们希望下面指定的核心价值观，其中包括包容性和公平性，以及科学严谨和全球合作，继续支持未来的努力。 当我们为量子经济做准备时。该蓝图可以在促进量子生态系统的公平发展方面发挥作用，并在我们从各个地区和国家的试点中学习时得到进一步完善。我们要感谢论坛的量子经济网络和所有贡献者 感谢他们在此过程中的见解、经验和反馈。 执行摘要 本报告传播了现有国家和地区量子战略的关键要素，并构建了一个蓝图，使其他国家能够建立自己的战略 。 量子技术，例如量子计算，量子传感和成像以及量子通信和网络，正在推动一系列行业和部门的新机遇。它们已经在影响经济的关键领域，为迄今为止尚未解决的问题，新的行业参与者和创新的商业模式带来了新的解决方案。 这个量子经济蓝图的目标是帮助地区和国家在这个新的量子经济中发起、发展、支持和商业化量子技术(QT)计划。它可以作为政策制定者和政府机构、工业界和学术界的参考，以了解构建量子生态系统的不同要素，并帮助他们确定要占据量子价值和供应链的哪一部分，以及哪种方法最适合他们，以帮助加速实施。 该蓝图使人们能够了解量子经济中新工作和经济增长的潜力，以及保护经济安全，商业诚信和网络安全的领域。该报告还可以制定负责任和可持续的QT开发，部署和使用的战略。 该报告建立在对现有国家和区域QT战略的分析基础上。它传播了 这些战略的核心要素-基于对参与其建立的不同利益相关者的访谈-从这些现有战略中抽象出来，并以总体主题和详细构建块的形式阐述其内容。建议将构建块映射到时间轴，具体取决于国家或地区在量子旅程中的状态。这有助于优先考虑国家或地区应该在更短和更长的时间内关注哪些构建模块，并支持他们自己的量子战略的定义。 在审查基础和选择相关方法时，国家和地区将客观地考虑其优势和 考虑他们的社会和经济身份，并与他们的长期政治和工业目标保持一致。所有国家和地区都可以参与量子经济。他们不一定需要占据整个价值链或构建复杂的量子技术，但他们应该考虑以一种或另一种形式参与。这可能涉及提供关键的量子或相邻组件，也可能意味着培训当地的量子知识劳动力。 Introduction 什么是量子经济，为什么它很重要 ？ 量子技术（QT）的影响将是深远的，可能提供重要的 跨多个行业的机会，导致医疗保健，气候变化，能源，通信，金融等领域的进步。量子物理学可以更深入地了解自然世界。有可能利用量子物理学的原理 differentapplications,suchasquantumcomputing,quantumsensingandquantumcommunicationandnetworking.Therearesignificanttechnologydevelopmentandincreasesinfundingevery 年。例如，量子计算承诺 显著的计算进步和解决不能通过经典计算单独解决的问题的能力。新的量子传感技术正被用于不同领域，以提供更高的测量时间，频率，加速度，温度，旋转以及磁场和电场的精度。这将影响经济的多个部门，并将在医疗保健，航空航天 ，电子，地质，能源和许多其他领域释放新的工业应用。量子通信拥有超安全网络能力的前景。 量子技术将影响许多关键行业，并激发新的商业模式。量子计算、量子通信、量子传感和量子材料等各种技术为最终用户带来了新的行业参与者和有希望的解决方案、更大的可持续性和迄今为止未解决的问题的新解决方案。这些技术中的一些已经被部署，另一些正在快速发展。量子技术最终将渗透到并影响经济的每个关键部门，并将我们带入一个可能被称为“后量子时代”的时期。这共同创造了由量子技术驱动的经济影响和独特的经济生态系统，我们称之为量子经济。 世界经济论坛全球未来量子经济理事会1 量子经济将由颠覆性的、影响深远的创新推动，这些创新最终在多个领域和部门过滤。 例如，随着新材料的发现可能会促进量子计算能力的进步 ，可以形成一个正反馈回路。 反过来，这些先进的功能可以应用于探索更有效和有益的材料。虽然这些中断会带来好处，但需要管理风险，例如量子计算对网络安全的威胁。 新兴的量子经济将以整个价值链为基础，以远远超出传统量子领域的方式将生产者与消费者连接起来。例如，与现有的半导体，纳米技术和集成光子学供应链网络将不可避免地发生交叉。没有单一的 可以预期国家将维持蓬勃发展的量子经济所需的所有要素，因此进步将依赖于国际合作和国际贸易协定的建立 专门设计用于促进必要的跨境价值流动。 需要一个量子蓝图：“量子鸿沟”的风险 导致量子科学和技术研究和创新的全球量子努力不断上升，目前全球公共部门投资超过390亿美元。总体而言，到2040年 ，全球QT市场预计将达到1060亿美元。2 差异3在获取现有技术方面已经造成了数字鸿沟:29亿人4仍处于离线状态，无法从数字经济中受益。拥有已建立量子技术计划的国家与没有量子技术计划的国家之间的全球量子鸿沟日益扩大，这将导致网络安全，国防，医疗保健，金融，制造业等核心领域的严重失衡。 不平等地获得量子技术会对多个层面产生负面影响，包括对各国提高认识和建立量子知识劳动力、参与研究和开发以及获得QT好处的能力。 还有网络安全和地缘政治影响。这使那些量子计划欠发达的国家面临进一步落后的危险。 本报告基于对世界各地主要方案和努力的分析。 虽然需要全球生态系统努力才能成功开发和部署量子技术 ，但量子努力的当前状态集中在某些国家。因此，该蓝图旨在为量子技术战略和最佳实践的关键要素提供起点和知识共享基础。 Figure1 全球范围内公共部门对量子技术的投资 全球量子努力： 计） $39十亿（估 加拿大 14.1亿加元=11亿美元 美国国家量子计划 37.5亿美元 巴西 6000万BRL=1200万美元 丹麦 27亿丹麦克朗 =4.06亿美元 荷兰 9.65亿欧元 =10亿美元 UnitedKingdom35亿英镑 =43亿美元 法国 18亿欧元=22亿美元 西班牙 6000万欧元=6700万美元 瑞士 1000万瑞士法郎=1100万美元 Germany 30亿欧元=33亿美元 瑞典16亿瑞典克朗 =$1.6亿 芬兰 €2400万 =2700万美元 以色列 ILS12亿 =3.9亿美元 印度 600亿卢比 =7.35亿美元 卡塔尔 $1000万 泰国 泰铢2亿 =600万美元 匈牙利 HUF35亿 俄罗斯 1000亿卢布=14.5亿美元 中国 150亿美元 韩国韩元3.05 万亿 =23.5亿美元 日本 800亿日元 =$7亿 中国台湾TWD80亿 =2.82亿美元 菲律宾PHP 8.6亿 =1720万美元 澳大利亚 8.93亿澳元 奥地利 1.07亿欧元=1.27亿美元 欧洲量子旗舰 10亿欧元=11亿美元 =1100万美元 南非 5400万雷亚尔 =300万美元 新加坡 新加坡元1.85亿 =1.38亿美元 =5.99亿美元 新西兰 3675万美元 注：并非详尽无遗；供资时间表因国家而异。 资料来源：“2023年全球量子计划概述”，QURECA，2023年7月19日，https: