随着量子计算、量子通信和量子传感等量子技术的出现,智能制造和工业 4.0 出现了新的潜力。然而,这些技术带来了道德问题,必须加以解决,以确保这些技术得到负责任的开发和使用。本文概述了量子技术可能给工业 4.0 带来的一些道德挑战,并提出了价值敏感设计方法作为工业 4.0 中量子计算的道德设计策略。这项研究进一步探讨了在工业 4.0 中使用量子技术可能带来的潜在道德难题,例如对隐私、安全、问责制以及这些技术对工人和整个社会的影响的担忧。本文根据现有文献认为,这些问题需要采取积极主动和全面的道德设计方法。
随着人们越来越关注政府和金融系统、医疗保健系统和军事通信等关键基础设施的安全通信,QKD 安全光网络的潜在社会影响也十分巨大。QKD 可以保护敏感的个人信息(例如医疗记录和财务信息)免受各种量子攻击和未经授权的访问。此前,印度空间研究组织 (ISRO) 成功演示了两个地面站之间的 QKD 链路,这是朝着开发安全的卫星通信系统迈出的重要一步。2020 年,印度政府宣布成立国家量子技术和应用任务 (NM-QTA),这是一项多机构倡议,旨在促进印度量子技术的开发和部署。NM-QTA 的重点是量子通信,其中可能包括 QKD。在启动 iCET 之后,印度内阁已批准约 6000 亿卢比用于国家量子任务,以加快该国在八年内量子技术的发展。虽然世界上第一个建立的量子网络是由美国国防高级研究计划局 (DARPA) 通过光纤在哈佛大学、波士顿大学和 BBN Technologies 之间建立的量子网络,但目前美国正在开展多个 QKD 计划和研究项目,这些计划和研究项目由美国能源部 (DOE)、美国国家科学基金会 (NSF) 等政府机构资助。
当然,任何考虑用算术方法产生随机数字的人都是犯了罪。因为,正如多次指出的那样,没有所谓的随机数——只有产生随机数的方法,而严格的算术程序当然不是这样的方法。
1 意大利国家研究委员会光子学和纳米技术研究所 (IFN-CNR) 和米兰理工大学物理系,意大利米兰 20133 列奥纳多达芬奇广场 32 号 2 加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学量子科学与技术研究所,加拿大阿尔伯塔省卡尔加里 T2N 1N4 3 卡迪夫大学物理与天文学院,英国卡迪夫 CF24 3AA 4 卡迪夫大学工程学院,英国卡迪夫 CF24 3AA 5 马德里康普顿斯大学材料物理系,西班牙马德里大学城 28040 6 东京大学工程学院机械工程系,日本东京 113-8656 7 都灵大学物理系和“纳米结构界面和表面”跨系中心,I-10125意大利都灵 8 国家研究委员会光子学与纳米技术研究所(CNR-IFN)、伊苏布里亚大学科学与高科技系,Via Valleggio 11,22100 科莫,意大利 9 CNR 光子学与纳米技术研究所,L-NESS,Via Anzani 42,22100 科莫,意大利 10 意大利理工学院,可持续未来技术中心,via Livorno 60,10144 都灵,意大利 11 都灵大学,分子生物学中心,via Nizza 52,10126 都灵,意大利 12 乌尔姆大学量子光学研究所,D-89081 乌尔姆,德国 13 乌尔姆大学综合量子科学与技术中心(IQst),D-89081 乌尔姆,德国
1 意大利国家研究委员会光子学和纳米技术研究所 (IFN-CNR) 和米兰理工大学物理系,意大利米兰 20133 列奥纳多达芬奇广场 32 号 2 加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学量子科学与技术研究所,加拿大阿尔伯塔省卡尔加里 T2N 1N4 3 卡迪夫大学物理与天文学院,英国卡迪夫 CF24 3AA 4 卡迪夫大学工程学院,英国卡迪夫 CF24 3AA 5 马德里康普顿斯大学材料物理系,西班牙马德里大学城 28040 6 东京大学工程学院机械工程系,日本东京 113-8656 7 都灵大学物理系和“纳米结构界面和表面”跨系中心,I-10125意大利都灵 8 国家研究委员会光子学与纳米技术研究所(CNR-IFN)、伊苏布里亚大学科学与高科技系,Via Valleggio 11,22100 科莫,意大利 9 CNR 光子学与纳米技术研究所,L-NESS,Via Anzani 42,22100 科莫,意大利 10 意大利理工学院,可持续未来技术中心,via Livorno 60,10144 都灵,意大利 11 都灵大学,分子生物学中心,via Nizza 52,10126 都灵,意大利 12 乌尔姆大学量子光学研究所,D-89081 乌尔姆,德国 13 乌尔姆大学综合量子科学与技术中心(IQst),D-89081 乌尔姆,德国
以比特表示信息的经典计算机经过多年的发展,以前所未有的方式发展,并在我们的生活中无处不在。如今,这些基于小型化的经典技术已达到极限,新的计算范式正在寻求降低功耗并提高计算性能。两种新的计算范式正在成为计算的驱动力,首先是神经形态计算或模仿大脑的技术,以加速人工智能 (AI) 的计算工作量,然后是量子计算,以解决经典计算机无法解决的相关问题。量子计算系统是从下往上构建的,正在达到经典模拟的极限。整个量子计算堆栈都是从量子比特和量子处理器技术、控制电子器件到软件、算法,再到量子计算应用开始开发的。最近取得了重大进展,能够将超导量子比特扩展到 127 量子比特处理器,并提高质量和速度,从而提高量子计算的性能。在本演讲中,我们将概述我们在人工智能硬件技术和量子计算的新计算范式领域的活动。
与量子传感器类似,量子计算机需要长时间保持量子相干性的物理介质。然而,量子计算的任务在需要大规模量子系统中需要量子相干性和纠缠方面进一步发展。实现空间中量子计算的目的,例如用于在远程空间站,在行星探险器上或在船上的自由飞行仪器中使用,似乎很遥远:我们还没有在地球上运行的大型量子计算机,因此很难预测何时在太空中运行。然而,量子传感和量子计算之间以及基于地面和空间的技术之间的技术协同作用,用于控制量子系统,我们已经可以呼吁进行研究和开发工作,从而可以在线启用量子信息处理器。
1. 关于“大解决方案”计划 “大解决方案”计划投资于雄心勃勃、最好是跨学科的研究和创新项目,这些项目可以针对重要的、政治上优先的社会挑战创造新的、具体的解决方案,并在整个丹麦创造价值。“大解决方案”计划尽可能投资于研究机构与商界或解决方案的公共客户(例如市政当局和地区)密切合作开展的项目。丹麦创新基金鼓励价值链各个部分的跨学科项目——从基础研究(丹麦语:grundlagsskabende forskning)到工业研究和实验开发。 “大解决方案”计划申请模式包括两个阶段。第一阶段是征求意向书,向所有感兴趣的申请人开放;而第二阶段是征求完整申请,仅通过邀请开放。如果满足两个条件,第一阶段的申请人将被邀请参加第二阶段:
新技术对我们的日常生活有着巨大的影响:它们构成了数字世界中各种可能性的基础,是有效发电、新形式的移动和创新医疗技术的基础。对于面向未来且技术主权的德国来说,至关重要的是尽早发现新兴技术及其潜力,为未来的设计和使用创造良好的框架条件,并积极塑造技术飞跃。量子技术是一种具有颠覆潜力的未来技术,具有特别光明的使用前景。尽管它们仍处于相对早期的发展阶段,但经济和社会中的创新用途已经出现,这也解决了上述挑战。
Roger Colbeck 教授在剑桥大学学习了物理、化学、数学和高等数学,随后获得了自然科学学士学位,之后在剑桥大学攻读了数学博士学位,这也是他量子职业生涯的开始。Roger 在加入约克大学担任讲师和数学教授之前曾担任过多个博士后职位,参与过各种项目,包括量子密码学和量子随机数生成器。有关 Roger 的更多经历,请访问 tinyurl.com/careersinquantum