非洲的量子未来带来了希望的灯塔 – 物理世界

非洲的量子未来带来了希望的灯塔 – 物理世界

时间戳记：1年2024月10日上午00:XNUMX

法拉伊·马占杜 和 姆拉姆布卢里·马夫 认为量子技术可以帮助推动非洲大陆进入一个新时代

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教室里有六个人围着笔记本电脑坐着或站着
聚会 120 年 2019 月，约 XNUMX 名参与者齐聚南非匹兰斯堡的 Qiskit 非洲营地，参加一场量子黑客马拉松。 （CC BY-ND IBM 研究中心）

非洲正处于量子变革的边缘。凭借年轻的数字原生人口和新兴的量子劳动力，非洲大陆已准备好利用即将到来的“第二次量子革命”。我们不能错过。毕竟，全球每年对量子计算的投资现已超过30亿美元，预计未来450至850年将达到15至30亿美元。

非洲正在朝着这些目标稳步前进，非洲大陆各国都在实施职业计划，以建立一支做好量子准备的劳动力队伍，例如 非洲同量子, Q世界 和 非洲量子跃迁 （QLA）。南非高性能计算中心会议、津巴布韦国立科技大学新兴技术研讨会、北约主办的摩洛哥量子会议等年度活动中也有专门的量子会议。

非洲研究人员在量子相关领域的科学产出也有所增加，特别是在过去十年中。例如，2011 年，南非的研究人员在该领域发表了约 50 篇文章—— 但如今每年的总数约为 200.

非洲的许多活动都集中在量子计算上。例如，加纳 Kwame Nkrumah 科技大学最近在 IBM 的支持下举办了有关该主题的研讨会。然后还有 量子探索 – 为期五周的量子计算基础知识在线培训课程。它由 QLA、非洲数学科学研究所、阿姆斯特丹大学和 QuSoft 运营，帮助教育下一代量子先驱。

南非量子技术计划与此同时，该公司正在与 IBM、Abdus Salam 国际理论物理中心和 CERN 粒子物理实验室等公司和机构合作，在该国培育量子产业。由南非约翰内斯堡 Wits 大学管理的 IBM-Q 云量子计算机等平台为社区提供了急需的动力。 IBM 以及谷歌、微软、NVIDIA、D-Wave 和亚马逊等其他行业巨头也为研究人员提供了量子模拟和硬件工具。

人才库

尽管有这些积极的例子，但要提高非洲的量子技术能力，还有很多工作要做。但我们认为这些努力是值得的，因为此类工作可以帮助非洲克服其面临的许多挑战并建设可持续的未来。鉴于大约 600 亿非洲人无法用上电力，这阻碍了经济增长、教育和医疗保健，这一点至关重要。

例如，量子计算可以通过帮助发现更高效的催化剂来改变氨的生产，而催化剂是化肥制造的基石。减少能源消耗和粮食生产成本可以提高竞争力并加强农业流程，从而提高粮食产量。这些进步有助于消除贫困和饥饿，同时提供负担得起的清洁能源。

非洲不仅拥有大量未开发的人才库，还拥有丰富的自然资源，尤其是在非洲大陆发现的稀土元素，这些元素对量子技术至关重要。马达加斯加、南非、布隆迪、刚果民主共和国和纳米比亚的稀土元素对于生产量子硬件至关重要，并凸显非洲对量子计算发展产生重大影响的潜力。共享知识产权和制定合作框架将有助于扩大经济和社会目标并减少不平等。

惊心动魄的叙述

非洲的量子之旅由合作平台（例如 非洲量子联盟，旨在使量子技术变得有意义并促进整个非洲大陆的合作。不仅在量子计算方面，而且在量子通信、模拟、计量和传感方面都有巨大的潜力。

通过技术转让、独立的科学能力和良好的教育，我们相信非洲可以建立伙伴关系，从而催生整个量子初创生态系统。它将加强创新和基础设施，并通过知识和数字驱动的经济促进非洲的经济增长。

向中国、欧洲、新加坡和美国等量子技术领导者学习至关重要。实用的量子计算还有很长的路要走，但非洲的量子未来是希望的灯塔，有望推动非洲大陆进入创新和繁荣的时代。我们相信非洲能够达到量子技术知识的最前沿，同时解决一些巨大的挑战。

说起来容易做起来难，但通过规划、与国际社会的合作以及对教育和劳动力发展的坚定承诺，我们相信非洲能够为全球量子革命做出贡献。我们确信，它将成为塑造非洲大陆及其他地区科学、技术和创新未来的关键参与者。

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