与埃森哲合作 量子社会:满足可持续发展目标雄心 洞察报告2024年9月 图片:GettyImages,Midjourney 目录 序言3 执行摘要4 引言5 把握可持续未来的量子机遇7 1.1评估时间表:量子技术能够帮助吗?8加速实现可持续发展目标议程? 1.2评估影响:量子如何创造16对社会有意义的成果? 2现实检验:量子投资将追随资金流向21 塑造优先考虑社会的量子生态系统的根基31 4量子计算作为可持续计算的步骤36 结论39 附录40 A.1用例40 A.2术语表42 贡献者43 尾注45 免责声明 本文件由世界经济论坛发布,作为对项目、洞察领域或互动的贡献。其中所表达的研究发现、解读和结论是经过世界经济论坛协助和认可的协作过程的结果 ,但并不意味着necessarily代表世界经济论坛的观点,也不一定反映其所有成员、合作伙伴或其他利益相关者的观点 。 ©2024世界经济论坛。版权所有。本出版物之任何部分不得以任何形式或任何手段进行复制或传播,包括影印、录音或通过任何信息存储和检索系统。 量子技术服务于社会:满足可持续发展目标2的野心 2024年9月 量子社会: 满足可持续发展目标(SDGs)的雄心 前言 亚当·伯登,全球创新负责人 ,安永 JeremyJurgens管理董事,世界经济论坛 量子技术有望加速实现联合国17项可持续发展目标(SDGs),为当前和未来世代创造一个更加宜居和公平的世界。随着2030年SDG议程尚未完成,量子技术可能成为实现突破性创新的关键,以便在2030年截止日期前的剩余六年里取得重大进展。 评估能显著推动全球发展和改善数十亿人生的新兴量子解决方案,本报告强调了培养“量子惠及社会”生态系统的迫切需求。这样一个生态系统不仅会支持社会企业家获取必要的资金,还会增加利益相关者对于补助金和开放挑战机会的认识。鉴于量子投资将随着资金流动,其回报周期较长,强有力的倡导对于该生态系统的繁荣发展至关重要。此外,报告还对量子作为更绿色计算方法进行了初步思考,评估了其节能潜力。 世界经济论坛的量子经济网络1一直与全球量子生态系统合作,推进量子技术的负责任创新和商业化,并在世界上首个治理原则中设定了目标:“与量子计算技术共同打造可持续的未来”。2对于这项技术。将这些原则应用于实践,量子经济蓝图3今年初发布,概述了在国家和区域战略中纳入可持续性建设块的多项方法。 与我们的目标进一步构建这一生态系统相一致 ,本报告《量子与社会:实现可持续发展目标 》,提供了量子技术作为可持续性催化剂的证据。虽然它并非对所有可能未来的全面探索,但它提供了对全球领导者使用量子进步应对全球规模挑战的深入分析、现实世界案例和指导 。 本报告旨在提高人们对量子解决方案对社会变革潜力的认识。通过聚焦量子计算、量子传感和量子通信,它突出了这些技术如何在2030年联合国最后期限之前提供早期价值。 世界经济论坛与埃森哲合作,致力于推进量子社会议程。实现这一愿景需要所有利益相关者的协调努力,包括企业领导者、政策制定者、国际组织、创新者和社会企业家。全球领导者必须动员全球力量,优先考虑并加速量子社会目标的实施 。与此同时,国家网络应推广量子社会议程,借鉴全球经验,并根据他们的发现和创新提供反馈 。 确保量子技术利益公平分配是共同的社会责任。为全球社区准备包容性的量子技术应用,确保广泛接入、传播知识和促进多边合作对于推动社会议程至关重要。全球领导者必须优先考虑投资于积极支持可持续发展目标(SDGs)的量子应用。采取行动的时机已经到来,因为人们正协作开展有希望尽早应用的项目,这些项目有可能影响整个地球。 高管总结 量子技术具有巨大的潜力,能够创造一个更健康的世界和更加公平的社会 。 许多量子技术仍处于早期发展阶段,但它们对未来世界的影响是无可否认的。量子创新具有巨大的潜力来解决一些最复杂的全球挑战,例如提高碳捕获效率、确保向新能源的过渡以及减轻气候灾害。 本报告探讨了量子技术与可持续发展2030议程之间的联系,该议程是联合国会员国为解决这些问题而通过的,通过17个明确界定的可持续发展目标(SDGs)来实现。实现这些目标意味着朝着到2030年更加公平、繁荣和可持续的世界迈进。本报告探讨了为什么组织和个人领导者必须立即行动,投资并准备量子技术,以便在未来的几年中有效地利用这一颠覆性技术。随着2030年截止日期的临近,所有人都必须迅速合作,以实现这些可持续发展目标并创造一个更美好的世界。 本报告的目标是提高公众对量子技术对社会潜力的认识。尽管容错量子计算机的可用时间表尚不确定,但量子传感和量子通信等其他技术可能更早实现商业化准备。研发密集型产业在量子领域无可争议地处于领先地位,它们已经尝试了以行业驱动的用例,并建立了数年的概念验证。然而 ,关于量子准备的不确定性以及缺乏清晰的回报率(ROI)阻碍了构建一个强大的量子社会网络的基础。 为了在2030年前更快更有效地实现17个可持续发展目标,相关方必须: —评估时间表:评估量子技术是否能够及时准备好以加速可持续发展目标议程。行业领袖和政策制定者必须迅速、果断地采取行动,以应对人类最复杂和最关键的挑战。随着量子技术的发展,所有相关方都必须仔细审查哪些技术可能现实地帮助在2030年之前实现这些目标。 –评估影响:确定量子如何对可持续性和社会福祉产生有意义的、可衡量的影响。识别并优先考虑具有潜力改善数十亿人生活的量子用例。 –推动对话:鼓励量子科学家与可持续发展专家之间的交流。当前量子技术发展的状况需要战略性地讨论优先解决可持续性挑战,确保不同学科领域的专家参与其中。 塑造一个“为社会服务的量子生态”体系:建立一个使用量子技术实现社会目标的生态体系需要多方参与的途径。全球领导者和决策者应倡导无国界的合作文化,鼓励合作并支持系统性的变革。 公私合作(PPP)和政府补助在量子技术与可持续发展目标(SDGs)交汇处可以为创新者创造超越当前界限的激励。政府的讨论通常聚焦于技术主权问题,这可能导致进一步的地缘政治分裂 ,并忽视星球挑战和社交福祉,从而限制了量子技术的普及潜力。 引言 想象一个世界,在这个世界里,量子技术可以加速新类别抗生素或新型二氧化碳捕捉解决方案的发现。2 转变世界:2030年可持续发展目标议程 在2015年,联合国会员国通过了《2030年可持续发展议程》,旨在加快迈向更加可持续的世界的步伐。该议程的核心是17个可持续发展目标(SDGs)。4 这促进了一个全球和平与繁荣的框架,并解决了 一系列世界上最为紧迫的问题。 最初,为实现这些目标所做的努力似乎取得了有利的结果,但近年来进展放缓。COVID-19大流行、气候变化危机和地缘政治紧张等因素产生了负面影响,导致能源和食品成本上升,影响了数十亿人。根据联合国2023年可持续发展目标报告,5人类在超过50%的可持续发展目标(SDG)上仅取得了minimalprogress。 在30%的可持续发展目标(SDG)上,进展已经停滞甚至逆转。采取紧急行动的压力从未如此之大。如果利益相关者不采取行动,2030年议程可能会成为“一个可能曾是的世界之墓志铭”,正如联合国助理秘书长兼联合国开发计划署(UNDP )署长徐浩良所言。 政府和组织需要寻求创新的方法来应对这些复杂 、多面的挑战,并重新点燃开发可持续未来变革性技术的动力。他们必须优先考虑可持续性,并迅速推进技术进步,以达到2030年议程。前景中蕴藏着机会。量子技术是否可能是人们一直在等待的可持续性变革者?这些技术可能会如何影响构建更美好的社会和更健康的地球的探索? 图1联合国17项可持续发展目标 来源:联合国,经济和社会事务部。(2024年)。17项目标 5 量子技术——在本报告中定义为量子计算、量子通信和量子传感的三个领域——可能是实现更可持续未来的最佳希望。量子计算凭借其强大的计算能力,为解决那些用今天的计算机和可预见的未来计算机无法解决或需要太长时间才能解决的问题提供了巨大的潜力。 量子密钥分发(QKD)和量子随机数生成(QRNG)。这些技术将使人们能够降低风险,并专注于量子技术所能带来的众多益处。7 本报告分为四个部分,探讨量子技术在应对可持续发展目标(SDG)方面的潜在影响: 尽管量子计算目前尚未准备好解决世界上最为紧迫的挑战,但在量子传感领域内,一些领域正以更快的速度发展。例如,由BP领导的HYDRI联盟 (HYDrogensensoRforIndustry项目),正在探索量子传感器如何帮助检测氢气泄漏。准确的检测至关重要,因为氢气对人类肉眼而言是看不见的,并且与空气混合时极易燃。6与此同时,受量子物理启发的技术——例如运行量子物理算法的经典计算机——已经可用,并准备好为善而利用。 尽管量子计算的某些益处已经显现,但采用负责任的方法至关重要。尽管量子计算具有巨大的潜力,但它对网络安全协议构成了重大威胁。幸运的是,三种新兴技术可以帮助减轻这些量子威胁 :后量子密码学(PQC), 把握可持续未来的量子机遇评估 第一部分 2030年可持续发展议程的时间表以及量子技术创造有意义的全球影响的潜力。 第二章 现实检验:量子投资将追随资金流动 讨论了产业驱动的量子解决方案如何为社会量子科技带来顺风。 第三部分 塑造根基 生态系统优先考虑 量子技术为社会提供了见解,说明了利益相关者如何塑造量子生态系统以实现社会目标。 第四章 量子计算作为可持续计算的一步进行探究 量子公司的碳足迹、水资源消耗及其对清洁能源转型的贡献。 《量子与社会:实现可持续发展目标6的雄心》 1抓住可持续未来的量子机遇 量子技术能否成为人们期待已久的可持续性变革游戏规则制定者? 有害的工业作业与不平衡的经济增长率经常导致环境破坏(污染、利用自然资源、自然灾害气候变化)以及日益扩大不平等。为了应对这些问题 ,联合国制定了一个全球性框架,以便国家经济向可持续方向发展,同时保持社会和经济平衡。 公认,量子技术可能有助于这一努力。围绕量子产生的兴奋情绪促使联合国宣布2025年为国际量子科学和技术年(IYQ)。9这将推动全国、区域和地方层面的协调活动,提高更广泛受众对这一主题重要性的认识。 可持续发展目标(SDGs)是一系列相互关联的可衡量目标,旨在解决相关社会和环境挑战,实现全球可持续发展,并追踪通往2030年里程碑的道路。然而,实现这些里程碑的路线并不简单;它需要在国际对话上取得持续进步,并要求行业领袖和政策制定者采取协调一致的行动。近年来 ,气候危机的加剧导致了对加快推进议程的迫切需求日益增长。正如联合国前秘书长潘基文所说的那样,“没有B计划,因为没有第二个星球”。8 量子何时将从研发阶段过渡到广泛应用和使用的阶段尚不明确,因此政府和行业必须现在开始为量子成为现实做好准备,并探索将其用于社会公益的方法。今天的行动意味着人类有一天将更接近实现其可持续发展目标——无论是在较小规模上,针对单个企业,还是在更大规模上,例如解决全球性问题,如粮食不安全和气候变化。 在领导层承诺全球讨论并采取共同关注的问题措施的基础上,科学和技术的力量被广泛用于加速推动可持续发展目标的努力。 无论是否准备充分,时间正在流逝;2030年可持续发展目标(SDG)的截止日期仅剩下短短六年 。在为时已晚之前,解决世界的人道主义和环境挑战的时间正在流逝。虽然试图在如此短的时间内将任何SDG目标推向全面实现可能感觉令人畏惧,但像量子这样的颠覆性技术具有加速进步步伐的巨大潜力。 1.1评估时间表:量子技术能否帮助加速可持续发展目标 议程? 量子技术在成熟速度上存在差异。目前已有几种量子传感器和量子通信解决方案,但量子计算机的构建和编程仍然具有挑战性,预计大规模机器将在十年或更长的时间内实现。除了开发量子硬件之外,量子算法的设计也更为复杂,这需要具有高度专业技术和对量子物理学原理有深刻理解的开发者。 如果采取具体措施推动社会和环境专家与量子专家之间持续的、协