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量子經濟藍圖 Quantum Economy Blueprint
2024/01
World Economic Forum (WEF)
https://www3.weforum.org/docs/WEF_Quantum_Economy_Blueprint_2024.pdf
《量子經濟藍圖》是IBM科技公司以及SandboxAQ量子技術公司在2024年合作發表的報告。報告的目的為建立一個「量子經濟」框架,希望能做為產業和學術界建立量子生態系統的指南。文章重點放在經濟成長、就業創造、負責任的發展等方面。隨著量子技術的成熟和進入實用規模的量子計算時代,對於如何制定以及使用量子能力的規範或是戰略,變得越來越重要。

運用量子力學的科學,研究微粒行為的科學家正在開發一系列技術,包括具有巨大處理能力的強大量子電腦,以及無法被駭客入侵的量子通訊網路。透過新型訊息處理、收集和傳遞方式,量子技術正在推動計算、感知和通訊等多個領域的前沿。量子技術的影響將是深遠的,潛在的機會涵蓋多個產業,並在醫療保健、氣候變化、能源、通訊和金融等領域取得進展。

截至2023年12月,有24個國家訂定國家倡議或戰略,其中,許多政府確認需要引導規範量子技術在道德、社會、法律和經濟造成的影響,包括對網路安全和全球金融體系的影響,或是避免某些國家或跨國公司得以壟斷或增強自身軍事化的潛力,以促進數據隱私和平等使用。

目前,全球量子科學和技術的研究與創新不斷攀升,公共部門對量子科技的投資也已經超過390億美元。儘管成功開發和部署量子技術,需要全球生態系統的協同努力,但目前的量子研究狀況多數僅集中在特定的部分國家。量子技術在各產業中即將帶來巨幅的轉型,因此,需要實現均衡的全球分布,避免產生量子分歧,可能導致醫療、金融、製造等核心領域出現重大的不平衡。希望在透過促進全球範圍內的包容性和合作,解決這種分歧,共同發展量子能力。量子經濟藍圖提供有關國家如何制定量子戰略的指南探討如何讓廣泛的人們可以獲得量子技術硬體和元件。下列將說明量子經濟藍圖的九個主題類別。

主題1、轉型能力
為了明確了解各地區或國家的量子技術優勢,需要進行自我評估,即SWOT分析(優勢、劣勢、機會和威脅)的基礎,包括以下方面:
1.研究與學術狀況,包括智慧產權和專利格局,以及在量子技術研究的現狀發展。
2.技術狀況,包括致力於量子技術的水準狀態。
3.供應鏈分析。
4.政府投資政策,包括雙邊和多邊的協作,短期或長期的私人投資。
5.潛在威脅,包括地緣政治衝突、人才外流,以及對量子攻擊的加密網路安全之擔憂。

主題2、硬體基礎設施和供應鏈的取得
目前,量子產業的供應鏈,已開始全球化。根據對54家英國相關公司的調查,英國有85%的公司正在進口供應鏈元件來開發量子技術,有33家公司是這個全球供應鏈的關鍵供應商。澳洲的量子技術情況與英國不同,澳洲在很大程度上依賴於關鍵材料和複雜組件的全球供應鏈。這些複雜的全球供應鏈容易受到干擾,導致供應不可預測性增加和成本上升。

主題3、開放創新與商品化
量子技術的成熟也標誌著量子產品商業化即將初現端倪,開發量子產品和服務是一個冗長且具有挑戰性的過程,需持續投入和支持,方能在獲利之前取得進展。英國在過去10年,已經動員超過10億英鎊的公共和私人投資,推動英國量子領域的發展。這些中心匯聚來自大學、國家實驗室、商業發展和產業合作夥伴的專家,由單一大學領導,共同推動特定技術領域的發展,包括通訊(加拿大約克大學York University)、感測器和計時(英國伯明翰大學University of Birmingham)、增強成像系統(蘇格蘭格拉斯哥大學University of Glasgow)以及計算和模擬(英國牛津大學University of Oxford)。

主題4、對量子知識的理解
聯合國宣布2025年為國際量子科學技術年,確保大眾對量子技術有廣泛的了解。提議在2025年舉辦,是因為2025年為量子力學最初發展的100周年。2021年在芬蘭,有多所大學已共同建立芬蘭量子學院(InstituteQ),其使命是研究分析量子技術將如何對芬蘭的社會和經濟造成影響,並思考要做更多準備。透過整合專業知識和資源,進行前沿研究、教育、創新和基礎設施的實施,以增加芬蘭在量子競賽中的競爭優勢。

主題5、員工培訓
有鑒於對量子專業知識的需求不斷增長,政策制定者應主動擴充人才儲備,以應對即時和長期需求,同時堅持多元性、公平性和包容性原則。在南非、塞內加爾、加納、喀麥隆和盧旺達已經建立了六個中心,並通過博士後培訓計畫,已培養出近3,000名校友,許多人已在純數學、流行病學、計算機科學、計算金融和人工智慧等多個領域做出了顯著貢獻。

主題6、國家和經濟安全
目前,政府通常扮演第一個客戶的角色,以確保量子科技的成功。政府的長期投資能夠在購買早期產品時承擔更多風險。資料顯示,有越來越多的投資,應用於軍事領域發展,防止市場失靈、確保長期投資和量子技術的產品化。從政府的角度來看,量子戰略應該是在能夠促進國家安全,同時發展科學和技術創新。美國及其盟友保留對量子供應鏈中關鍵組件的存取權,並要求政策制定者考慮地緣政治關係。因為不是所有國家都需要擁有供應鏈的全部,所以多國之間的量子技術經濟交流,無法避免造成資訊安全洩漏,故而發展量子技術和確保國家經濟安全亦是重要的一環,在兩者之間取得平衡,極為重要。

主題7、網路安全與隱私
應對來自潛在的未知量子攻擊,例如對關鍵資訊進行大規模的針對性攻擊,可能危及國家安全的知識產權數據。市民的私人訊息,可能會被捕獲並被勒索個人醫療和財務數據。美國國家標準暨技術研究院(NIST)已著手評估和撰擬抗量子(Quantum-Resistent)、公鑰加密演算法(Public-key Cryptographic Algorithms, PQC),該演算法的測試和標準化,以及其安全驗證非常重要。此外,還需要確認政府指令、法規和指南內容,提供透明度和確定性實施流程。

主題8、治理、負責任創新和標準化
目前,量子技術的發展需要考慮負責任的創新和管理。。與其他新興技術相比,量子技術也會引發特定的道德議題和挑戰,因此需要制定具體的治理方法和負責任的創新機制。透過使用負責任的創新和預期性方法來理解量子技術所造成的社會影響,降低潛在危害,最大程度地實現社會的公平利益。此外,監理應與風險成比例的方式導入、提出,並因應適合的相關技術準備水準。在很大程度上,法規將適用於應用程序,而非技術本身。

主題9、可持續性
量子技術目前受到政府和私人企業高度關注,他們期望利用這項技術來建立更安全、更高效的資訊提取、交換和處理方式。因此,建立一個能夠平衡長期和短期回報的永續部門極為重要。

對於已存在的量子戰略進行反思,並將全球不同國家和地區的量子戰略的核心加以區分,使其他人能夠從現有的示範案例中學習,同時這份藍圖可以在實施於各個地區和國家的試點上,促使量子生態系統公平發展,進一步地在經濟中發揮作用。例如非洲並沒有開發量子設備的財政實力,因此,需要依賴於與其他地區合作,以及獲得來自國際捐助者的資金,以支持發展。印度量子生態技術委員會已經發布《2023年量子價值鏈報告》,並開發、分析印度的量子技術價值鏈,創建完整的框架。阿根廷、巴西和其他全球南半球國家,與發達國家之間的技術差距大,是一個重大擔憂,儘管該地區許多國家在科學和技術方面已經很成熟。重要的是要提高對這個問題的認識,並找到扭轉這一趨勢的方法。

AI和量子技術是相輔相成的技術。AI可以從高度敏感的量子感測器中提取訊號,推動醫學和導航等領域的發展應用。為了確保人工智慧和量子技術的好處,需要在各國之間公平分配,避免日益擴大的量子鴻溝,協調一致的全球行動。

《量子經濟藍圖》的目標是幫助各地區和國家啟動、發展、支持和商業化量子技術。它可以作為政策制定者和政府機構、工業和學術界的參考,以了解構建量子生態系統的不同要素,並幫助他們確定在量子價值和供應鏈的哪一部分以及哪種方法最適合他們,加速實施,也有助於理解在量子經濟中新工作和經濟增長的潛力,以及保護經濟安全、業務誠信和網路安全的領域,促進負責任和永續發展、部署和使用的戰略制定。
劉松筠
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