GCRI · Tecnologie quantistiche

Panoramica del campo

La scienza quantistica studia come si comportano la materia e la luce alle scale più piccole, dove le particelle esistono in sovrapposizioni di stati, possono essere entangled tra loro e interferire come onde. La tecnologia quantistica trasforma questi effetti in dispositivi: computer che elaborano l'informazione in qubit, sensori che misurano tempo, gravità e campi magnetici con straordinaria precisione e sistemi di comunicazione la cui sicurezza si basa sulla fisica. Questa pagina spiega il campo, perché è importante e come si collega ad altri rischi.

Metodi STEM
5
Metodi canonici applicati da questo campo
Argomenti
8
Pagine tematiche sul campo
Controparti
5
Piattaforme in campi condivisi nella rete
Serie di rapporti
2
Serie di Reports a cui contribuisce
01Perché è importante

Opportunità e perturbazioni dalla stessa fisica.

Le tecnologie quantistiche potrebbero far progredire chimica, materiali, navigazione e osservazione della Terra. Minacciano però anche un fondamento della fiducia digitale: la crittografia a chiave pubblica che protegge comunicazioni, pagamenti, aggiornamenti software e identità. Entrambi gli effetti sono incerti nei tempi, ma la transizione crittografica deve iniziare prima che la minaccia maturi perché i sistemi richiedono anni per essere cambiati e alcuni dati devono restare riservati per decenni.

La tecnologia quantistica è anche strategica: capacità di ricerca, componenti specializzati e personale qualificato sono concentrati in pochi luoghi e i governi considerano il campo una questione di sicurezza economica e nazionale. Ciò condiziona collaborazioni, controlli sulle esportazioni e accesso.

02Monitoraggio

Panoramica del campo.

La schermata che un gruppo utilizzerebbe per seguire questo tema: misure, stati e decisioni. I nomi sono esempi e i valori sono illustrativi.

Field overview: the screen’s structure, terms and states for Quantum technologies.Nomi di esempio e valori illustrativi; un progetto, non un registro né un sistema attivo.
03Cosa studiano gli esperti

Le domande centrali.

  1. 01

    Calcolo

    Cosa possono fare i computer quantistici, su quale scala e con quali tassi di errore. Vedi calcolo quantistico e quantistico e materiali.

  2. 02

    Misurazione e comunicazione

    Rilevamento, sincronizzazione temporale e collegamenti protetti da tecnologie quantistiche. Vedi rilevamento quantistico e comunicazioni quantistiche.

  3. 03

    Transizione della sicurezza

    Migrazione alla crittografia post-quantistica. Vedi crittografia post-quantistica.

  4. 04

    Capacità ed economia

    Competenze, catene di approvvigionamento e applicazioni. Vedi forza lavoro quantistica e industrie quantistiche.

  5. 05

    Responsabilità

    Duplice uso, equità e comunicazione onesta dell'incertezza. Vedi innovazione quantistica responsabile.

04Collegamenti

Come il quantistico tocca altri sistemi.

La transizione crittografica riguarda ogni settore dipendente dal digitale: finanza, energia, sanità, pubblica amministrazione e telecomunicazioni. Il rilevamento quantistico potrebbe cambiare la navigazione e l'osservazione della Terra, con conseguenze per lo spazio sistemi e infrastrutture critiche. Dipendenze e conseguenze illustra i collegamenti. Le controparti includono Cybersicurezza e resilienza digitale presso GCRI, AI and Digital Governance presso The Global Risks Forum (GRF) e Financial Cyber and Operational Resilience presso The Global Risks Alliance (GRA).

05Metodi

Su cosa si basano le evidenze.

Il campo si basa su fisica e scienza quantistica, tecnologie quantistiche, crittografia, scienza dei materiali e chimica e statistica. Ipotesi e limiti sono illustrati in metodi e incertezza.

06Pagine

Pagine in Panoramica del campo.

07Domande

Domande e risposte.

Che cos'è un qubit?
L'unità di base dell'informazione quantistica. A differenza di un bit classico, che vale zero oppure uno, un qubit può esistere in una sovrapposizione di entrambi i valori e i qubit possono essere entangled in modo che i loro stati siano correlati. I qubit fisici sono realizzati con circuiti superconduttori, ioni intrappolati, atomi neutri, fotoni e altri sistemi.
I computer quantistici sostituiranno i computer classici?
No. Si prevede che i computer quantistici aiutino in problemi specifici, come la simulazione di sistemi quantistici e alcuni compiti matematici. La maggior parte del calcolo resterà classica.
Su quali metodi si basa il campo?
Fisica e scienza quantistica, tecnologie quantistiche, cibersicurezza e crittografia, scienza dei materiali e chimica, probabilità e statistica. Vedi pagina dei fondamenti STEM.
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