GCRI · 量子技术
量子技术
量子科学与技术的融合、机遇、局限和转型风险。量子技术是全球风险与创新中心(Global Centre for Risk and Innovation,GCRI)的既有平台。
- STEM 方法
- 5
- 该领域应用的规范方法
- 主题
- 8
- 该领域的主题页面
- 对口方
- 5
- 网络中共享领域的各平台
- 报告系列
- 2
- 它参与的 Reports 系列
一项被不确定性和炒作包裹的真实技术。
量子技术利用叠加、纠缠和干涉这些物质在最小尺度上的性质,以经典设备无法做到的方式进行计算、测量和通信。科学已经成熟;工程尚未成熟。量子态很脆弱,误差积累很快,制造能够可靠控制大量量子比特的机器,仍是正在进行的最困难的工程问题之一。
That combination creates two opposite risks. One is overstatement: claims about imminent breakthroughs can distort research funding, investment and policy. The other is understatement of a specific, well-understood threat. A sufficiently large, error-corrected quantum computer could run known algorithms that break the public-key cryptography securing much of today’s communications, payments and identity 系统的公钥密码。今天被截获并存储的数据可能在日后被解密,因此风险在这类机器出现之前就已开始。
这一转型具有系统性,因为密码技术无处不在:嵌入浏览器、支付网络、工业控制器、卫星以及寿命长达数十年的设备中。迁移到后量子算法是一项历时多年的计划,需要在整个供应链中进行清点、测试和替换,而最薄弱的环节决定暴露程度。
后量子迁移追踪器。
团队用来跟踪这一领域的界面:其指标、状态和决定。名称为示例,数值为示意。
后量子迁移跟踪器
密码资产清单 · 第 2 轮
移民
- 清单所有加密算法
- 确定优先次序数据寿命
- 选择标准算法
- 混合部署经典算法与后量子密码
- 检验互操作性
- 切换退役
按优先级排列的系统
| 存档签名 | RSA-2048 | 30 | ML-DSA 混合 | 试点 |
| VPN 网关 | ECDH | 7 | ML-KEM 混合方案 | 已计划 |
| 支付 HSM | RSA-3072 | 10 | 供应商路线图 | 已阻止 |
| Web TLS | ECDHE | 3 | 混合密钥交换 | 已完成 |
进度
在相互依存的网络中的一次级联。
A 危害足迹 会摧毁每一层中位于同处的资产;随后,碎片化、层间依赖和幸存资产的过载使失效扩散开来。3D 视图按深度分开各层。这是带有说明性取值的教学模型,不是预测。
控制措施
- 每个图层的资产
- 18
- 危害足迹
- 占面积的 8%
- 依赖其他图层的资产
- 60%
- 备用容量(容差)
- 30%
读数
- 受危害冲击的资产
- 4%
- 仍在运行的资产
- 20%
- 初始损害的放大
- 21.5 倍
- 结算步数
- 3
数字、方法与来源
| 步骤 | 运行中的数据中心(%) | 运行中的网络(%) | 电力运行(%) |
|---|---|---|---|
| 0 | 94 | 94 | 100 |
| 1 | 44 | 50 | 83 |
| 2 | 22 | 17 | 39 |
| 3 | 22 | 6 | 33 |
方法
- 相互依存网络 Buldyrev 等(2010),Catastrophic cascade of failures in interdependent networks,Nature 464
- 过载级联 Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
- 介数负载 Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
- 多层网络 Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
- 基础设施相互依赖 Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
- 不确定性扇形图(参数蒙特卡罗) Spiegelhalter, Pearson and Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
- 单因素敏感性(龙卷风图) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley
数据
The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:
- 主要道路 Natural Earth
- 铁路 Natural Earth
- 海港 Natural Earth
- 机场 Natural Earth
- 城市范围 Natural Earth
- 今晚的夜间灯光、停电(VIIRS 昼夜波段) NASA/NOAA VIIRS(Suomi NPP)· 登记 nasa.gibs.context-live-layers
- 自然事件(NASA EONET) NASA EONET · 登记 nasa.eonet.events
贯穿六大支柱,由 Nexus Consortium 牵头
- 实验 实验室
- 构建于 Foundry 中的量子技术
- 检验地点 Universe 中的量子技术
- 编入 Standards 中的数字、网络与人工智能
- 发表于 Reports 中的量子技术
- 授课于 Academy 中的技术与数字系统学院
本平台涉及的量子领域。
量子技术研究利用叠加、纠缠和其他量子效应的设备的科学与工程:量子计算机、传感器和通信网络,因它们而必须改变的密码学,它们所依赖的材料,以及将塑造其使用的人才、产业和治理。其页面把已证实的结果与声明和预测区分开来,按证据标注每个数值,并说明每项局限。它准备证据;由研究机构、政府部门和各国政府作出决定。
量子计算
量子比特、纠错,以及量子计算机可能胜过经典计算机的问题。
量子传感
利用量子效应进行精密测量的原子钟、磁力计、重力仪和其他传感器。
量子通信
量子密钥分发、纠缠分发,以及为承载它们而正在建设的网络。
后量子密码
抵御量子攻击的经典算法,以及向这些算法的迁移。
量子与材料
用于量子比特和器件的材料,以及分子和材料的量子模拟。
量子人才队伍
面向融合物理、工程和计算的领域的技能、培训和职业路径。
量子产业
企业、供应链、投资,以及研究原型与产品之间的差距。
负责任的量子创新
治理、两用、出口管制、获取公平和声明纪律。
量子技术如何建模、测量和检验。
模型、其假设、数据和不确定性,以科学家或工程师会核查的形式呈现。结构遵循已发表的方法。所取数值仅为示意,不是研究发现。
系统模型
量子技术中各系统之间的耦合:影响的正负、一个增强回路和一个平衡回路,以及压力跨越传导的交叉链接。
模型、方程与假设
用于量子技术的模型结构、其所作的假设以及每项假设的检验方式。
Ri = f(Hi, Ei, Vi, Ci)危害、风险暴露、脆弱性和应对能力EAL = ∑k pk · Lk对年概率为 pkxt+1 = A xt + B ut + εtA carries the couplings, u the shock, ε the error| 假设 | 为何制作 | 如何检验 |
|---|---|---|
| 在一次事件中,危害与暴露相互独立 | 使损失积分保持可计算 | 与基于联合记录拟合的 copula 进行比较 |
| 耦合在工作点附近是线性的 | 让冲击通过 A 传播 | 在线性范围之外施加扰动并比较 |
| 脆弱性曲线可以在不同地点之间迁移使用 | 很少有本地曲线可用 | 在有观测损失的地方据此进行验证 |
- 输入
- 带溯源信息的版本化数据集
- 成果
- 分布,绝不是单一数字
- 代码
- 连同模型卡和测试一起发布
- 复现
- 相同的数据、代码、环境和随机种子
量子技术的工作。
量子技术是利用叠加和纠缠等量子效应进行计算、传感和通信的设备和 系统 。量子技术平台涵盖计算、传感、通信、后量子密码、材料、人才、产业和负责任创新,并把已证实的结果与预测区分开来。由研究机构、政府部门和各国政府作出决定。
它的社区
量子物理学家;安全工程师;研究型大学;政策科学分析师。
它的方法
量子计算证据;量子传感;后量子安全。
其产出
量子就绪入门;研究展望报告;技术比较。
量子技术研究什么,并把结果与声明区分开来。
Quantum Technologies 研究量子计算、传感和通信,因它们而必须改变的密码学,以及围绕它们的产业和劳动力。其第一条规则是把已证实的结果与路线图和预测区分开来。它不评估任何供应商,也不提供投资观点。
此处显示的时间线均标注为预测并注明来源;不会把 具有密码学意义的量子计算机 出现的日期表述为已知。
量子证据的去向。
现状评估为 指数级技术系列 设计,迁移规划则为 Foresight Outlook 系列设计。主张依据拟议的 Nexus Standards.
- 物理学家可以贡献附有来源的现状综述。
- 安全团队可以分享迁移经验。
- 教育者可以提出劳动力发展路径。
关于成熟度、局限和转型的证据。
每项输出旨在区分三类主张:经同行评审实验证明的结果、开发者报告但尚未经独立验证的结果,以及预测。读者可以看到所读内容属于哪一类、来自何处,以及哪些新证据会改变评估。工作旨在利用 Foundry 系统 NXS-LAB(研究、实验与模拟), NXS-NSF(信任、授权与保证) 与 NXS-COR(算力、节点与运行时),并为指数级技术和 Foresight Outlook 报告系列作出贡献。
证据与比较
量子计算证据、量子传感和后量子安全,依据已发表的技术成果进行评估。
入门读物与前瞻报告
经审查后的量子就绪入门、研究展望报告和技术比较。
面向谁
量子物理学家、安全工程师、研究型大学和政策科学分析人员。
GCRI 不进行监管、认证、许可或批准。该平台不为供应商背书,不对产品评级,也不提供投资建议。
STEM 公共资源中物理学与量子技术的管理者。
量子技术平台负责 物理与量子科学 以及量子计算、传感和通信的规范描述。它还应用 网络安全与密码学、材料科学与化学以及概率与统计。请参见 STEM 基础页面.
在 GCRI 内部, 网络安全与数字韧性 涵盖更广泛的安全图景,包括后量子迁移。在全球风险论坛(Global Risks Forum,GRF), 人工智能与数字治理 召集各机构讨论数字技术治理。在全球风险联盟(Global Risks Alliance,GRA), 支付与市场基础设施、金融网络与运营韧性以及 Fintech Nexus 建立业界对密码转型对金融 系统意味着什么的共同理解。请参见 联合体中的对应平台 以及网络与数字韧性领域入口。
建立在指定的科学、技术、工程和数学之上。
量子技术上的每一项主张都基于在 STEM 公共资源中拥有规范页面的方法,读者因此可以看到一项结论依赖什么、其局限在哪里。
本领域的工作如何推进。
一个问题依次成为证据、受治理的构建、有组织的社区、受控测试、经审查的出版物,最终成为主管当局依其自身规则作出的决定。
这在六大支柱中如何运作。
量子技术通过一个年度计划的六大支柱开展工作,由 Nexus Consortium 牵头,GCRI、GRF 和 GRA 各自发挥作用:在 实验室中探索、实验和原型开发,在 Foundry 中构建、模拟和准备,在 Universe 中召集和检验,在 Nexus Standards中编纂、更正和应用,在 Reports 中以各种形式发布,在 Risk Academy 中公开教学。
进行中的交接有记录的交接无直接交接
计划年度所有阶段
路径
整个计划
Every pillar hands its work to another; together they close the year’s feedback loops.
L · F · U · S · R · A
- 支柱
- 6 共 6
- 交接
- 18 共 18
- 回路
- 17 已关闭
进行中的交接
- F01Universe → Foundry · 已准入的任务成为附决策案例的周期项目就绪准备
- F02Foundry → Universe · 核心构建报告以及通过或不通过的证据受控构建
- F03Foundry → Reports · 概况背后的已封存观测和指标序列结项
- F04Universe → Reports · 第 10 章和第 13 章的事后复盘和情景研究发现事后复盘
另有 14 个
- 实验室问题在此变为实验和原型:新的方法、数据和工具在 Foundry 构建之前公开试用,并记录其局限,由 Nexus Consortium 主持。实验室
- Foundry方法、数据和模型在此成为可复现的构建,每次运行都记录其输入、版本和局限。Foundry 中的量子技术Foundry
- 宇宙Where a build is tested under controlled conditions with independent evaluators, so a method’s skill is measured, not assumed.Universe 中的量子技术universe.nexus
- Nexus Standards方法、标识符和数据模式在此公开编纂,并在测试发现错误时予以更正。Standards 中的数字、网络与人工智能nexustandards.com
- 报告研究发现在此连同其方法、不确定性和证据等级一并发布,并以新版本形式更正。Reports 中的量子技术报告
- Risk Academy在 Risk Academy 上,方法和 系统 通过处理案例,在真实数据和真实地点上教授。Academy 中的技术与数字系统学院risksacademy.com
这项工作参照什么来解读。
本平台不制定标准。它依据主管机构已采纳的框架来解读其证据,使研究发现能够放在决策者已经在使用的位置上。
| 框架或标准 | 机构 | 它规定了什么 |
|---|---|---|
| 后量子密码标准 FIPS 203、204 和 205 | 美国国家标准与技术研究院 | 可抵御量子攻击的密钥建立和数字签名标准算法 |
| ISO/IEC JTC 3 量子技术 | ISO 和 IEC 标准组织 | 为量子技术制定术语和标准的联合技术委员会 |
| ETSI 量子密钥分发行业规范组 | 欧洲电信标准协会 | QKD 组件、接口和安全评估规范 |
| ITU-T Y.3800 系列 | 国际电信联盟 | 关于支持量子密钥分发的网络的建议 |
| CEN-CENELEC JTC 22 量子技术 | CEN 和 CENELEC | 欧洲量子技术标准化路线图 |
| 欧洲量子战略与量子旗舰计划 | 欧洲联盟 | 欧洲量子研究、基础设施与产业战略 |
| 国家量子战略 | 国家政府 | 关于量子技术的公共投资、研究重点与安全立场 |
| 量子物项的出口管制 | 多国政府,部分协同行动 | 对出口特定量子计算机、组件和技术诀窍的限制 |
同一领域,三种视角。
GCRI 将一个领域作为科学来研究,GRF 对其进行治理,GRA 则建立对它的共同金融理解。量子技术与其对应平台相互链接,使一方的工作在其他各方都可见。
Where this page’s references lead.
阅读本页时所对照的机构和文件。状态和版本会变化;每个链接都指向发布机构。
问题与解答。
谁发布量子技术?
量子技术是否在运行?
我可以如何贡献?
研究发现在哪里发布?
本平台上哪些数值是真实的?
我如何报告错误?
量子计算机如今能破解加密吗?
平台是否推荐量子产品或公司?
从本页贡献证据。
Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
- 电子邮件网关 GW-GCRI从本页发送证据、更正、案例、方法、审查、翻译或概况投稿。它会带上本页标签送达,由负责的编辑接收。
- Zenodo开放存缴存缴并提交到社区用您的 ORCID iD 在 Zenodo 上发布您自己的记录,然后提交到那里的 Reports 社区。由策展人审核;DOI 仍归您所有。
- 报告GCRI查看所有贡献方式贡献类型、各自的评审方式、您获得的署名、许可协议,以及绝不接受的内容。
切勿发送个人数据、敏感基础设施细节或您无权分享的任何内容。贡献在使用前会经过审查;发送贡献不赋予署名权或编辑权,赞助也绝不能换取研究结论。
量子技术如何运作。
Choose a view and press Play to follow the platform’s process, its programme year, the standards it applies and how its findings are published. The outline shows how the work is designed to run, not the status of any decision.
Process explorer · Quantum Technologies
量子技术如何运作
8 个步骤·4 个阶段
量子技术
量子技术如何运作
平台 · 计划年度 · 标准 · 报告
平台把一个领域与指定的方法、带标签的证据及其发布的产出联系起来,而不会成为其所服务的权威。
01 范围
- 01领域与系列起步 · 平台负责人首页说明本领域、其各个系列以及服务对象。
- 02专题档案记录 · 平台作者专题以带标注的证据说明主题。
02 证据
- 03证据标签记录 · GCRI每个数值都有标注:观测值、已发布统计、估算值、模型生成值、情景值或未知。
- 04方法步骤 · 方法负责人方法来自 STEM Commons,每种方法只有一个规范页面。
03 Work
- 05基于 系统模型 · Foundry 支柱情景基于 Nexus 系统运行,并标注为情景。
- 06适用的标准记录 · Nexus Standards平台会列出适用的标准。验证器报告是供审查的证据。
04 发布
- 07版本记录 · Reports研究发现通过 Reports 连同其局限一并发布。
- 08由主管当局决定结果 · 主管当局决定和执行仍由政府、运营方或持牌机构负责。
量子技术首页 · 平台 · 共享方法说明工作的设计运行方式的概要;不报告任何决定或记录的状态。
参与量子技术。
从您的身份出发。响应公开征集。或在量子技术平台上组建并领导一个能力小组。
| 公开征集 | 寻求 | 截止 |
|---|---|---|
| 面向各工作组的专家创始征集 CALL-FOUNDING-EXPERTS | 专家、编辑、主席 | 2026-12-15 |
| 全球标准理事会三个独立专家席位的公开提名 CALL-GSC-IND | council-member | 2026-12-01 |
| 临时区域成员提名(仅在决定采用过渡条款时适用) CALL-GSC-REG | council-member | 2026-12-15 |
| 审阅第 1 批风险核心大纲(C1、C2、C3、C4、C8、C10、C11) CALL-REVIEW-WAVE1 | 贡献者 | 2027-01-31 |
| 风险科学核心标准的专家:不确定性与证据分级、量表、结构化专家判断、可容忍性、极端与复合事件、灾难性与生存性风险、伦理与公平、单位与计量(NRS-C17 至 NRS-C24) CALL-CORE-SCIENCE | 专家、编辑、主席 | 2027-01-31 |
| 为危害地图集的各类别征集独立审稿人,每个类别三名、至少来自两个区域(NHS2-R19),优先类别先行 CALL-ATLAS-REVIEW | 专家 | 2027-03-31 |
| 临时前沿安全审查小组成员和红队评审人(生物安全与生物安保、AI 安全与安保、关键基础设施安全);申请将保密处理 CALL-FRONTIER-SAFETY-REVIEW | 专家 | 2026-11-30 |
| 本体论、计量学、软件验证和合格评定方面的专家,参与要求登记册、NHS-2 机器表示、一致性测试套件和合格评定方案 CALL-CONFORMANCE-ONTOLOGY | 专家,编辑 | 2027-01-31 |
截止日期已过的征集会自动隐藏。每项征集、提案和途径: 开放领域和征集.
Global Risks Index
本页每一项数据均已编入索引:灾害、气候、冲突与世界。
205 个来源·451 个指标·905 种危害·54 个系列·195 个国家概况
The Index is the Consortium’s indexing system for risk data. Every indicator, hazard, series and country profile carries its Nexus Standards 标识符、来源和许可,因此本页所示内容可以追溯、更正和再利用。
- 01 · 来源205 个已登记来源每个数值都保留其来源和许可;被扣留的数值会被计数。数据与许可
- 02 · Nexus StandardsNIS-1 和 NHS-1451 个指标,905 种危害;每条记录都带有 UNI.Nexus Standards
- 03 · 指数54 个系列,195 个国家概况依据标准计算;版本发布之前不公布任何数值。Global Risks Index
- 04 · 本页量子技术地图、图表和数据源结合危害、气候、冲突来解读指数。公共 API
本语境下的系列 灾害、气候、冲突
- GLB全球系统相互依存的 全球风险状况:汇总至全球的二十个领域指数、五大核心 系统 (水、能源、粮食、健康、生物多样性)及其耦合、全球尾部登记册和差距……NXS-GRX-AR-000002危害 · 气候 · 冲突
- TH灾害风险情报(DRI)将信号、观测、事件流、地理空间图层和情景包转化为结构化的风险情报,用于防范和规划。NXS-GRX-AR-000111危害 · 气候 · 冲突
- GS全球城市城市风险暴露、高温、洪水、非正规住区、服务依赖以及面临风险的城市经济权重。NXS-GRX-AR-000068危害 · 基础设施 · 气候
- GS全球气候慢性与急性物理气候危害、转型风险暴露、适应差距,以及到 2030 年、2050 年和 2100 年的情景路径。NXS-GRX-AR-000065气候 · 危害 · 金融
指数登记库快照,固定于 2026-10-23 · 22c6eed。研究与风险分析信息:不构成评级、官方分类、警告、基准或建议。
法律文件。
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