Technologie kwantowe i ich zagrożenia dla współczesnego świata

Organizacja Narodów Zjednoczonych ogłosiła „Międzynarodowy Rok Nauki i Technologii Kwantowej”, aby podkreślić jej rosnące znaczenie i wpływ. Głównym celem tej inicjatywy jest podniesienie świadomości na temat odkryć w fizyce kwantowej i ich potencjału do przekształcenia przyszłości. Nauka kwantowa jest jedną z najbardziej enigmatycznych i rewolucyjnych dziedzin, która już zmienia świat: od komputerów kwantowych, które mogą rozwiązywać problemy poza zasięgiem tradycyjnych systemów obliczeniowych, po kryptografię kwantową, która obiecuje absolutne bezpieczeństwo danych. Nauka o świecie kwantowym wkroczyła w erę praktycznej realizacji. Podczas gdy koncepcje takie jak splątanie kwantowe wydawały się kiedyś czystą teorią, dziś są one stosowane w technologii. Świat jest gotowy na bardziej powszechne wdrożenie tych rozwiązań, ale zrozumienie fizyki kwantowej jest nadal skomplikowane. Na przykład koncepcje superpozycji, splątania lub kota Schrödingera są nadal zaskakujące nawet dla osób z wykształceniem naukowym. Inicjatywa ONZ podkreśla znaczenie tej nauki w kształtowaniu przyszłości poprzez udostępnienie jej społeczeństwu i stymulowanie jej rozwoju w różnych krajach.

Podstawy mechaniki kwantowej są obecnie wykorzystywane do budowy pierwszych komputerów kwantowych, systemów komunikacyjnych i czujników. W przyszłości może to być również podstawa dla następnej generacji sztucznej inteligencji (AI). Znajdujemy się obecnie na wczesnym etapie kosztownego i zasobochłonnego wyścigu kwantowego między światowymi potęgami. Rywalizacja o przywództwo w dziedzinie kwantowej odegra ważną rolę w kształtowaniu polityki gospodarczej i bezpieczeństwa.

Inwestowanie w technologie kwantowe

Nakłady finansowe na technologie kwantowe znacznie wzrosły w ostatnich latach ze względu na ich strategiczne znaczenie i ogromny potencjał w różnych dziedzinach. Obszar ten przyciąga uwagę zarówno organizacji rządowych, jak i sektora prywatnego, zwłaszcza w dziedzinach takich jak informatyka, komunikacja i bezpieczeństwo danych.

Stany Zjednoczone aktywnie wspierają rozwój technologii kwantowych dzięki przyjętej w 2018 roku ustawie National Quantum Initiative Act. Program ten ma na celu finansowanie badań naukowych, rozwoju technologii i szkolenia specjalistów w dziedzinie nauk kwantowych. Kwoty inwestycji liczone są w miliardach dolarów, co podkreśla priorytetowe znaczenie tej dziedziny dla kraju. Chiny również dążą do objęcia prowadzenia w wyścigu kwantowym. Krajowy program kwantowy otrzymał finansowanie w wysokości około 15 miliardów dolarów. Fundusze te są wykorzystywane na projekty w dziedzinie obliczeń kwantowych i komunikacji, w tym na tworzenie sieci kwantowych, które obiecują zapewnić bezprecedensowy poziom bezpieczeństwa. Unia Europejska zainicjowała ambitny projekt Quantum Flagship, przeznaczając 1 mld euro na badania i rozwój w tej dziedzinie. Program obejmuje szeroki zakres technologii, od czujników kwantowych po komunikację i komputery, wskazując na kompleksowe podejście do rozwoju tej branży.

Sektor prywatny również odgrywa kluczową rolę w rewolucji kwantowej. Duże korporacje, takie jak IBM, Google i Microsoft, inwestują miliardy dolarów w budowę komputerów kwantowych i powiązanych usług w chmurze. Ponadto startupy w dziedzinie technologii kwantowych przyciągają znaczną uwagę inwestorów. Na przykład amerykańska firma Rigetti otrzymała setki milionów dolarów na opracowanie innowacyjnych rozwiązań, które mogą przyspieszyć rozwój stosowanych technologii kwantowych. Ten zastrzyk zasobów na dużą skalę pokazuje, że technologie kwantowe stają się priorytetem na poziomie globalnym, zarówno w sferze naukowej, jak i komercyjnej.

Technologie kwantowe i bezpieczeństwo

Technologie kwantowe oparte na qubitach mają potencjał, aby radykalnie zwiększyć moc obliczeniową, przekształcić sieci komunikacyjne i zoptymalizować przepływ towarów, zasobów i kapitału. Szeroki zakres branż ulegnie transformacji, w tym telekomunikacja, farmaceutyka, bankowość, górnictwo i gromadzenie danych. Największe obawy światowych rządów budzi jednak wpływ technologii kwantowych na bezpieczeństwo narodowe.

Radary kwantowe, kryptografia, Internet, czujniki i GPS są opracowywane przez wykonawców wojskowych i obronnych na całym świecie. Pierwszy kraj, który przyjmie technologie kwantowe, może stworzyć nową nierównowagę sił i zagrożenie dla innych krajów. Systemy komunikacji kwantowej mają potencjał do stworzenia całkowicie bezpiecznych i odpornych na manipulacje kanałów komunikacyjnych. Prototyp takiej sieci połączył już kilka dużych miast w Chinach na odległość prawie 5000 kilometrów. Z drugiej strony istnieje ryzyko, że komputery kwantowe będą w stanie odszyfrować klasyczne zaszyfrowane wiadomości w ciągu kilku sekund. Jest to znane jako „Q-Day”.

Kwantowa sztuczna inteligencja jest rozwijana w celu zwiększenia możliwości śmiercionośnej broni autonomicznej. Czy naprawdę chcemy rojów dronów działających w połączonych strefach wojennych bez interwencji człowieka? Czujniki kwantowe, które są już dziś w użyciu, mogą dokonywać bardzo czułych pomiarów pól magnetycznych i grawitacyjnych. Umożliwia to lokalizowanie metali i dużych obiektów pod ziemią i pod wodą.

Teraz musimy zadać trudne pytanie

Praktycznie każda nowa i złożona technologia ma niezamierzone konsekwencje lub nieprzewidziane katastrofy. Czarnobyl, Three Mile Island i Fukushima świadczą o ryzyku związanym z wczesnymi technologiami jądrowymi opartymi na kwantowych przełomach naukowych. Biorąc pod uwagę potencjalną szybkość i wzajemne powiązania kwantowego uczenia maszynowego i przetwarzania w chmurze, zakłócenie sztucznej inteligencji kwantowej może rozpocząć się jako lokalny incydent, ale szybko przerodzić się w globalny kryzys. Pierwsze użycie broni jądrowej wywołało również globalną debatę na temat rozbrojenia, prowadzoną przez niektórych naukowców zaangażowanych w rozwój bomby atomowej. Ich głosy zostały jednak zagłuszone przez politykę strachu i zimną wojnę, co doprowadziło do kosztownego wyścigu zbrojeń i konfrontacji nuklearnej, która trwa do dziś.