供应链领导者正身处一个充满持续波动的环境中。中断不再是偶尔发生的冲击或孤立事件。天气事件、地缘政治紧张局势、劳动力短缺、基础设施限制和网络风险往往相互叠加并相互强化。这些因素同时影响着规划、工程、采购、生产、物流、客户服务和数据安全。
在过去十年中，工业4.0取得了显著进展。云平台、物联网、人工智能和自动化提高了可见性，缩短了规划周期，并减少了人工工作。这些系统仍然至关重要。尽管数字技术取得了进步，但日益增长的复杂性已经超出了传统计算建模现实世界情况的能力，因此需要新的方法。
量子技术正成为应对这种复杂性的战略性解决方案，为增强制造和供应链的韧性并提高效率提供了新的途径。早期应用已开始在对供应链连续性至关重要的领域(例如优化、精密传感和安全通信)产生可衡量的影响。因此，领导者的关注点正在转向量子技术目前能够创造价值的领域，以及组织如何负责任地做好采用量子技术的准备。
为什么传统系统不堪重负?
现代供应链紧密相连。在路由、库存、生产或产能等领域做出的决策会影响许多其他领域，涉及不同的地点和时间。这些联系通常复杂、非线性且对变化极其敏感。
传统计算通过简化复杂性来处理这种复杂性。它减少约束条件，限制不确定性，并且只考虑有限数量的场景，以便快速解决问题。虽然这种方法可以应对有限的复杂性，但它限制了对结构性中断所固有的日益增长的复杂性的管理。
当多个假设同时失效时，模型就不再符合现实。此时，公司只能依靠人工修复、紧急发货和持续的重新规划。这些措施或许可以在短期内稳定运营，但它们无法解决真正的问题：在整个供应链中实现快速重构的制度化。传统系统缺乏分析复杂且快速变化的场景所需的深度。
量子计算与经典计算有何不同
经典计算机以二进制数字或比特的形式处理信息。每个比特要么是 0，要么是 1。它们擅长执行常规计算、运行企业资源规划 (ERP) 系统以及进行数据分析。对于高度复杂的问题，例如在不断变化的环境下优化数千条配送路线，传统方法通常会简化现实或使用巧妙的捷径来保持实用性。
即使拥有强大的服务器和并行处理能力，当可能性呈指数级增长时，这些系统也会力不从心。公司使用高级算法和人工智能来避免对所有选项进行暴力搜索，但这些方法仍然面临可扩展性限制。
量子计算则另辟蹊径。它不是简单地加速相同的计算过程，而是利用量子力学同时探索多种可能性。量子计算机使用量子比特或“qubit”，通过叠加原理，量子比特可以同时存在于多种状态(0 或 1，或两者的组合)。它们还利用量子纠缠将量子比特连接起来，从而使一个量子比特的变化会影响其他量子比特，并通过干涉来放大有前景的解决方案。
这种独特的方法使量子系统能够处理那些复杂性和相互关联性远超经典计算方法的问题。在供应链领域，这意味着能够以传统计算无法实现的方式解决优化、建模和预测方面的挑战。
量子技术如何在供应链中创造价值
物流和供应链网络是量子技术最直接的应用领域。这些网络在运输方式、运力、劳动力可用性、法规、环境条件和基础设施限制等诸多约束条件下运行。
由人工智能驱动的自主系统、物联网和高级分析技术推动的工业 4.0 已经带来了显著的效益。与此同时，量子技术有望重塑供应链运营，释放新的效率，并获得竞争优势。主要应用领域包括：
量子计算：传统的优化方法通常将物流问题分解为更小的部分。这有助于日常运营，但限制了理解网络在压力下的行为方式。量子优化可以实现路线规划、运力分配和库存调度。
应用还包括供应链网络设计和需求预测。在仓储和配送运营中，量子增强模拟可以通过同时考虑复杂的约束条件来改进劳动力分配、设备使用和货物装载。在库存分配和需求预测方面，量子模型可以分析传统方法难以捕捉的具有相互依赖关系的数据集。
大多数量子计算机仍处于早期阶段，并非所有问题都适合量子解决方案。然而，混合方法——结合经典计算和量子计算——已经为物流和供应链组织带来了价值。
量子传感：量子传感器可以通过提供超高精度的物理特性测量来彻底改变供应链，从而实现更早的故障检测、改进的质量控制和增强的资产跟踪。
例如，对产品状况和环境因素进行实时监控可以更早地检测到变质、损坏或泄漏，而高精度跟踪则支持在 GPS 不可靠的环境中进行操作。这些功能对于温度敏感型货物、危险材料和新兴的自主配送模式尤为重要。
量子安全和通信：随着供应链的数字化连接程度越来越高，数据安全成为一项运营要求。路线数据、生产计划、供应商合同和库存状况都是必须受到保护的长期资产。
未来具有密码学相关功能的量子计算机(CRQC)可能会破坏广泛使用的加密技术，特别是保护身份、交易和供应链数据的公钥系统。如果不加以解决，这将显著增加网络风险;如果被大规模利用，可能会扰乱全球贸易和更广泛的经济活动。
为了应对这一挑战，供应链领导者应采用量子安全方法，包括后量子密码学(PQC)、用于安全密钥交换的量子密钥分发(QKD)以及量子随机数生成(QRNG)，以增强密码安全。
由于工业系统通常会运行数十年，因此尽早采用量子安全方法不仅可以降低未来的风险，还有助于在整个供应链网络中建立长期信任。
供应链领导者如何为量子技术的应用做好准备
供应链领导者应该开始为量子技术的应用做好准备，因为量子技术在优化、模拟和预测方面具有显著的竞争优势，同时还能有效管理网络安全风险。领导者在开启量子技术之旅时，一项重要的指导原则是：
评估相关性：确定在物流优化、库存分配和质量保证方面具有重大影响的应用场景。虽然全面转型需要更长的时间，但目前受量子技术启发或混合的解决方案已经可以简化港口物流运营，并立即带来价值。
试点项目：利用基于云的量子平台进行低风险的实验。通过利用量子即服务 (QaaS) 平台，企业可以获得实践经验，学习量子编程，并以最小的风险和成本探索潜在应用。量子技术功能强大，但并非万能灵药。应专注于切合实际的试点项目和可衡量的成果。同时，也要对时间表和可扩展性设定合理的预期。
做好准备：投资于人才培养、战略合作伙伴关系和具备量子意识的领导力。量子计划必须与明确的业务目标保持一致;这可以确保实验能够转化为运营洞察，而不是孤立的技术活动。积极开展合作，分享专业知识，共同开发解决方案并降低风险。人才培养也至关重要。在技术和业务团队中培养量子素养有助于做出更好的决策、建立更牢固的合作伙伴关系，并将成果有效地转化为实际运营。
合作制定标准：与行业联盟和公共部门机构合作，开发通用标准和互操作性框架，以确保量子技术能够无缝集成到企业生态系统中。这种合作被认为是构建全球量子供应链、促进创新以及解决安全性和互操作性等关键挑战的必要条件。
优先考虑安全性：供应链领导者应清点其运营技术和信息技术 (OT/IT) 系统中的加密资产，优先考虑对长期运行的系统进行后量子密码学 (PQC) 迁移，并采用加密灵活性，即在不造成重大业务中断的情况下轻松调整算法、密钥和协议的能力。
他们还应在需要持续高可靠性连接的关键领域评估量子密钥分发 (QKD) 和量子随机数生成 (QRNG) 技术。这种分阶段的方法可以降低未来的风险，同时保持运营的连续性。
先行者正在塑造量子经济
随着量子技术从理论走向实际应用，供应链领导者拥有独特的机会，可以在市场成熟之前果断行动，确立领导地位。
QaaS 平台已经在普及量子技术的应用，使中型企业也能在无需大量前期投资的情况下进行实验并积累专业知识。早期采用者将塑造行业标准、政策和治理模式，同时培养和吸引合适的人才，使其组织成为量子经济领域的领导者。
那些及早做好准备的供应链组织也将更有能力将量子技术转化为持续的绩效和竞争优势。
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