在最近发表在《自然》杂志上的一篇评论文章中，制造研究所(IfM)创新与经济学教授Chander Velu和万隆理工学院工业工程与工程管理讲师Fathiro H. R. Putra探讨了量子计算对增长和生产力的潜在影响。
我们采访了IfM的Chander Velu以了解更多信息。
你如何描述量子和传统之间的关键区别数字计算机?
与传统的数字计算机相比，量子计算机的工作原理是能够更有效地存储和分析信息。量子计算机相对于数字计算机的优势在于量子信息处理，其中信息以原子、电子和光子等物理系统的量子状态编码。
数字计算机本质上使用开关和二进制位来工作，这些二进制位只能表示“0”或“1”。数字计算机对于需要从大量可能性中选择最佳选项的某些问题类是低效的。这是因为数字计算机通过一个接一个依次考虑的迭代方法来解决这些问题。
量子计算机在更快、更有效地解决复杂问题方面比传统数字计算机具有显著的优势。这种优势被称为“量子优势”。量子计算机使用量子位，它可以存在于状态的叠加中，同时代表“0”和“1”，或者这些状态的任何组合。此外，量子比特可以纠缠在一起，这意味着它们可以作为一个单一的系统相互连接。
量子比特的这些独特属性使量子计算机能够同时有效地处理信息。因此，量子计算机在优化和解决组合问题方面表现出色，这些问题是许多商业和商业运营的核心。它们还可以模拟量子力学现象，这是传统计算机固有的复杂和难以处理的。
通过以前所未有的速度解决这些具有挑战性的问题，量子计算有可能重新定义竞争优势并彻底改变整个行业。它可以极大地改变商业模式，并为解决以前用经典计算方法无法解决的问题开辟新的可能性。
总之，量子计算解决问题的能力有可能对商业和技术的各个方面产生重大影响，预示着计算能力和创新的新时代。
量子计算机的出现带来了哪些潜在的机遇?
量子计算机为材料科学、优化和机器学习等各个领域提供了令人兴奋的可能性。这些进步可以在多个领域带来显著的效益和积极的影响。
例如，改进材料模拟可以更好地开发低碳技术以应对气候变化，例如碳捕获催化剂或电池电解质。更好地模拟分子也可以加快药物开发。改进后的优化可能使配送物流公司能够更快地重新安排其车辆路线，以便更好地响应客户对回收货物的需求，或者使金融服务公司能够优化其证券投资组合，以改进风险管理。最后，机器学习的增强可以应用于人工智能被用来寻找更好的客户解决方案的各个领域。
考虑到生态经济增长带来了经济增长在数字革命之后，你认为量子计算会有类似的发展轨迹吗?
我们认为，量子计算机将像数字计算机一样带来巨大的经济收益，但在收益积累之前，最初可能会减缓生产率的增长。当数字计算机在20世纪70年代和80年代普及时，在长达10年的时间里，它们非但没有提高效率，反而阻碍了生产率的增长，即相对于劳动力等投入的增加值。
这种下降被称为生产率悖论。它的出现是因为企业必须投资新设备，学习如何对这些设备进行编程，并弄清楚如何使用这些设备。
企业最初也没有投资于改变核心流程和商业模式所需的其他创新。只有在20世纪90年代许多部门进行了调整之后，生产率才再次上升。我们认为，量子计算机可能会面临类似的生产率悖论，但会更加严重。
随着量子计算努力在商业上可行，需要解决哪些潜在的挑战或障碍?
采用量子计算机需要解决三个主要挑战。
首先是高整合成本和低短期回报。企业最初可能会采用量子计算机来解决现有的业务问题，其中的改进可能是渐进式的，而与数字计算机集成的成本可能很高。
其次是为商业经理和工程师翻译量子概念的困难。特别是，作为这些技术基础的量子力学，其运作原理是违反直觉的，而工程师和企业经理往往不熟悉这些原理。
第三是量子计算机的密码学威胁。特别是，量子计算机可以非常快速地解锁由传统计算机加密的信息，这可能会使现有的加密方法过时，并可能受到黑客攻击。
当企业、研究人员和政府为量子计算的未来做计划时，他们应该准备好应对哪些具体的陷阱或障碍?
为了克服采用量子计算机的具体障碍，关键的第一步是证明它们在解决现实世界的工业或社会挑战方面的实用价值。这意味着展示它们在解决复杂问题方面的能力和有效性，这些问题目前对传统计算机来说是难以处理或不可行的。
其中包括天气预报或增强金融体系的抵御能力等。其次，需要就一种通用语言达成一致，并在企业经理、工程师和科学家之间建立理解。第三个是将量子计算机和量子通信技术整合到一个具有安全加密的协调网络中，也被称为量子互联网，这将通过增强隐私来实现新的商业模式。
量子计算的实现可能会有一个陡峭的学习曲线和可能的生态的经济损失。什么措施或策略可以帮助缓解生态转型期间的经济负担?
缓解经济压力的一种方法是政府促进私人投资实施量子计算。这可以被定义为解决社会和行业面临的重大挑战的使命。一旦概念证明被展示出来，那么研究人员就应该确定公司在实践中需要做些什么来采用量子技术，包括他们可能需要如何改变他们的商业模式和实践，以及与价值链上的其他公司合作。
其次，需要为量子计算机开发一种通用的语义和句法语言。这可以采取量子统一建模语言的形式，类似于用于数字计算机编程的标准化统一建模语言，它可以促进有效的沟通，简化软件开发过程，并有助于缩短开发时间。还需要与公众沟通量子计算的策略，以建立对这些新技术的信任，并确保以负责任的方式使社会各阶层受益。
第三是帮助公司投资新的数学方法或采用基于量子的通信系统，如量子密钥分发。这将克服安全威胁，并使新的商业模式得以发展，例如，通过提高供应链的灵活性。
告诉我们更多一点谈谈你在IfM的工作，以及这如何帮助我们更好地理解量子计算的前景。
剑桥商业模式创新小组研究商业模式创新如何以及为什么能促进生产力增长。
生产力是推动经济增长的引擎。尽管数字技术盛行，但英国和其他主要经济体的经济增长却明显放缓。大量的研究试图更好地理解这个“生产力之谜”。然而，这些研究中的许多都倾向于关注过去的技术采用或当前企业采用数字技术以提高绩效的挑战。
我们缺乏理解的一个主要领域是企业和政策制定者需要如何准备采用科学和工程研究中出现的技术，但这些技术只有在未来才有可能被采用。
我们相信量子技术适合这样的研究。这就是为什么我的研究小组正在研究成熟的技术和早期的新兴技术，如量子技术，以更好地了解商业模式创新如何帮助企业和政府准备采用它们，以减轻经济负担并更快地刺激增长。
通过这样做，我们希望有助于更好地理解商业模式创新和技术转型的理论。
更多信息:Chander Velu等人，《如何在不减缓经济增长的情况下引入量子计算机》，Nature(2023)。DOI: 10.1038/d41586-023-02317-x期刊信息:Nature
剑桥大学提供 引用:问答:如何在不减缓生态的情况下引入量子计算 经济增长(2023年，10月25日)检索自https://techxplore.com/news/2023-10-qa-quantum-economic-growth.html 作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司 内容仅供参考之用。
