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This paper draws on the theoretical content of "responsible research and innovation","technology assessment",and "anticipatory governance",and integrates their theoretical perspectives,adhering to forward-looking governance principles such as "anticipation","participation","negotiation",and "action",further emphasizing the synergy and initiative among government,industry,academia,and the public.To achieve responsible or ethical quantum technology innovation,the study proposes the following strategies for ethical governance of quantum technology innovation.(1) At the institutional level,it is necessary to broaden the scope of laws and regulations to encompass quantum technology,reinforce legal oversight in this domain,and establish clear moral responsibilities and elevate ethical standards specific to quantum technology to ensure responsible innovation.(2) At the technical level,there is a need to carry out value design to promote the expected development of quantum technology,and conduct ethical assessments to reduce unexpected risks associated with quantum technology.(3) At the industry level,it is crucial to enhance diversified negotiation and expand the open space of quantum technology,and promote international cooperation and maintain the ecological balance of quantum technology.(4) At the public level,it is important to strengthen public education and enhance the level of understanding of quantum technology,and advocate public dialogue and promote the democratic process of quantum technology.
Since ethical research on quantum technology innovation is just beginning,the research conducted in this paper has a certain exploratory nature.According to the current research status at home and abroad,this paper analyzes the ethical governance of quantum technology innovation from four levels:institutional,technological,industry,and public.It not only provides a new research perspective for the theoretical construction of this field,but also offers more specific and actionable governance measures to improve the problem of existing research being too macroscopic.In addition,this paper further clarifies how quantum technology should proceed,in which areas,who should participate in innovation,and how to avoid irresponsible innovation by emphasizing the role positioning and forward-looking responsibilities of core stakeholders.It is precisely because of the above efforts that this governance strategy can provide guidance on how to reduce the ethical risks of quantum technology innovation,achieve safer,accessible,and fair quantum technology innovation,and ensure that its results can benefit human society in asustainable manner.
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近年来,随着国际首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”、世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”以及量子计算原型机“祖冲之二号”和“九章三号”的成功问世,我国量子技术创新迈入一个新时代。2020年10月,习近平总书记在中共中央政治局第二十四次集体学习时强调,“量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向”。当前,以量子信息技术为代表的第二代量子技术正成为全球技术创新的竞争高地。欧美国家纷纷制定并启动量子技术发展战略,通过出台政策文件、成立协调部门、增设量子研究机构等方式加大对量子技术创新的投资,促进量子科技和产业发展。然而,量子技术创新在科学、技术、社会等方面面临诸多不确定性,让人们对其巨大变革潜力感到担忧。通过分析和讨论现阶段量子技术的含义、创新特性以及可能引发的伦理风险,针对如何应对这些潜在问题进行初步的伦理治理探索,对于推动量子技术创新具有重要意义。
从构词上讲,“量子技术”由代表物理学领域的“量子”与代表工程学领域的“技术”组合而成。“量子”一词源于拉丁语“quantus”,意为“多少”。在量子力学中,它特指一个基本的能量单位或一份很小且不变的能量,量子概念揭示了微观世界不同于宏观世界的非连续性物理特征。而技术概念通常是指“人类为满足社会需要而依靠自然规律和自然界的物质、能量和信息,创造、控制、应用和改进人工自然系统的手段和方法[1]”。因此,从这一意义上讲,量子技术实际上是一种控制量子世界的新实践(Gerard,2014)。
量子技术最早是一种直接操纵量子概率振幅的技术[2]。后来,学者们对该定义进行扩展,将量子技术理解为提供基于量子原理的有用设备和过程[3]。受此影响,现在国内外政策界、学术界、产业界衍生出许多类似的定义,主要包括以下几个方面:其一,强调对量子科学原理的依赖。吴国林[4]将量子技术解释为建立在量子力学和量子信息论基础之上的新型技术; Krelina[5]认为,量子技术(QT)是一个新兴的物理学和工程学领域,基于量子力学性质,尤其是量子纠缠、量子叠加和量子隧穿,应用于单个量子系统并在实际中加以应用。其二,强调实现新的功能和作用。英国工程与物理科学研究委员会(EPSRC)[6]认为,量子技术涉及那些利用量子物理学(如叠加和纠缠)以获得其它情况下无法实现的功能或性能,重点是直接利用叠加或纠缠等量子现象,实现对安全性、精度、灵敏度、准确性或速度的破坏性影响。其三,强调信息领域。世界经济论坛报告[7]指出,量子技术是指一系列在亚原子(量子)水平上观察和控制现实能力不断增强的技术,旨在构建传感器和一种全新的计算及通信形式。这些定义反映出,当前新兴的第二代量子技术(尤其是量子信息技术)属于科学研究、技术创造、社会需求三者交互范畴。其中,当代科学与技术之间的关系是理解第一代和第二代量子技术的重要基础。
从历史角度看,量子技术的出现是当代技术与量子科学共同作用的结果。一方面,当代技术小型化趋势是量子技术得以实现的前提。Blaquiere等[8]认为,当代技术有意向复杂现象的精细化方向迈进,为实现能量使用、信息记忆和传输、新材料创造、对生物和医学实践的精确控制,人们需要当代技术越来越小型化和快速化。经典计算机发展就是一个典型案例,它经历了机械、继电器、真空管、晶体管到集成电路的演变,每一次改进都产生了更小、更快、执行计算所需总能量更少的系统。然而,当晶体管尺寸缩减到纳米级长度尺度和接近普朗克常数的行动尺度时,经典计算机将不可避免地产生严重的热能耗问题,电子元器件也会出现量子隧穿现象并导致摩尔定律失效,这就需要通过量子科学途径加以解决,由此系统诉诸量子计算过程也就变得不可避免。
另一方面,量子力学与信息科学融合是量子技术得以实现的理论基础。基于量子粒子大量聚集特性和可控性,产生了激光器、晶体管、电子显微镜、磁共振断层扫描等第一代量子技术。新兴的第二代量子技术主要是指量子信息技术(下文所涉及的均是此种意义上的量子技术),它试图从量子力学所设定的最小尺寸、最小能量、最小噪声、最小信号尺度上定向制备、控制、操纵单个量子粒子,将不确定性、叠加性、隧道效应、纠缠性、退相干等量子特性应用于通信、计算、计量、传感等领域,实现用光子传送信息、用最小能量单位进行计算、用最小且可分辨的时间单位进行计算以及通过单个电子定义电流等,进而获得前所未有的速度、精度、安全性和灵敏度(陈俊波,2024)。因此,在第二次量子革命中,人类不再是自然量子系统的被动观察者和被启发者,而是正在积极成为各种用途的人工量子系统的创造者和控制者。
由于“以技术为导向的应用科学和以认知为导向的基础研究之间的传统边界正在消失[9]”,对量子技术创新特性的理解需要从传统意义上的“技术—社会”视角转变为“科学—技术—社会”视角。而在量子科学、量子社会的创造性动态塑造过程中,量子技术呈现出新颖性、使能性、系统性、不确定性4种创新性质。
(1)新颖性。量子技术在本质上依赖于量子叠加、量子纠缠、量子隧穿等量子力学特性的应用,这使它具有经典技术所没有和难以企及的新功能。第一,超大存储容量。经典比特只有0和1两种状态,而量子比特既可以处于|0>或|1>的基态,也可以处于|ψ>=α|0>+β|1>的叠加状态。在量子计算机中,由于n个量子比特可以有2n个叠加态存在,因而其信息存储容量会随着量子比特的增加而呈指数增长。第二,超高敏感性。量子安全通信的一个重要组成部分是量子密钥分发(QKD),即通过纠缠光量子态传输密钥的方法可让用户立即检测到传输中的任何干预,如通信信道中的窃听者。因为只要有人试图窃取量子信息,其量子态就会坍缩为经典状态,这种量子不可克隆性使窃听者无法精准复刻量子信息,从而能够保证信息传递的安全性。第三,超快运算速度。量子叠加和量子纠缠原理使量子计算机成为一种并行装置,每次运算均会对全部叠加状态进行同步处理。即量子计算机对n个量子存储器实行一次运算,相当于经典计算机重复实施2n次操作。因而,量子计算机对某些特定问题具有惊人的超大规模数据处理能力。
(2)使能性。与仅限于一个部门、一个应用领域产生特定产品和服务的独立技术(如石英钟、青霉素)不同,量子技术具有推动不同学科领域技术创新和应用,且使经济发展中的生产、产品和服务紧密相连的潜力。以量子技术的三大应用领域为例:第一,量子传感利用量子系统的灵敏度获取信息。高敏感度的量子传感器可以检测和测量磁场、电场和其它物理性质的微小变化,大幅提高物理世界中测量特性的准确性,为医学成像、精密计量、地质和矿产勘探、环境监测、国防、天文学等领域提供改进方向和新功能。第二,量子计算利用量子特性处理信息和执行计算任务。量子模拟器通过模型系统为真实的物理系统提供见解,开展药物设计、材料开发和工程试验。量子计算机基于并行运算模式,能够大幅提升和改进机器学习算法,有效解决复杂的优化问题。第三,量子通信利用量子原理传输信息。量子安全通信通过产生复杂的加密密钥(量子加密),利用量子纠缠方式防止信息被窃取,增强信息安全,能绕过元数据收集保护隐私。量子互联网是该领域的未来前景之一,它通过连接量子计算机实现使用量子比特发送和接收信息的目的。
(3)系统性。一方面,量子技术由具有多个部分的系统组成,它需要大量复杂的“支撑技术”生产量子系统,并在较长时间内可靠地运行,即冷却系统、微型生产方法、固态物理量子系统,量子电子学(包括单电子晶体管)、激光化学以及测量和处理方法(Christian 等,2016)。另一方面,量子技术将对整个社会产生系统性影响。首先,政治方面,量子技术能够增强政府管理能力。量子密码系统可为政府部门邮件、资金、电子签署文件传递提供安全保障,量子计算机可以帮助工作人员快速有效地处理资源分配、信息收集、数据整合、科学规划等工作。其次,经济方面,量子技术能够推动经济快速增长。量子技术被视为第四次工业革命的重要引擎,其巨大的产业变革能力可释放各行各业的创新活力,并能像经典信息技术一样形成庞大的数字经济产业链。再次,科技方面,量子技术能够促进科技产业升级,突破经典信息技术在算力、信息安全、测量精度等方面的瓶颈,带动材料、信息、技术、能源等一大批产业实现飞跃式发展。最后,军事方面,量子技术能够增强国防综合实力,以其强大的运算、搜索、处理能力为新型武器研发、情报和战况分析、战场计划、组织决策、后勤保障等提供坚实的技术支撑,甚至还能够改变未来战争形态。
(4)不确定性。量子技术目前在理论、工程、交付、后果方面存在不确定性[10]。首先是理论不确定性。虽然量子计算在理论上具备超经典计算的指数优势,但可扩展性量子计算机能否实现依然未知。有学者认为,所有物理系统都存在噪声,要使高度敏感的量子系统不受外界干扰不太可能[11]。而降低噪声不只是工程问题,更重要的是它会违反某些基本计算定理。Scott Aaronson[12]指出,量子计算可实现性是物理学中一个悬而未决的问题,他认为怀疑论观点代表物理学中一场难以置信的革命,若最终证明量子计算机是不可行的,将会改变人类对量子物理学的认识。其次是工程不确定性。构建量子计算机面临如下挑战:一是超导、光子、离子阱和拓扑等方式能否将量子比特数量扩展到可使用范围;二是“纠错容错”技术能否有效降低退相干和量子噪声对量子计算机的干扰。即使这些工程问题最后能得到解决,也难以确定由此产生的量子计算机在经济上是可行的。再次是交付不确定性。一方面,量子计算机的交付时间不确定。尽管谷歌在2019年宣称其在量子计算机领域取得里程碑式的进步,但后来的研究表明(Huang等,2020),其Sycamore处理器并没有利用可编程计算解决特定问题,经典计算机也可以毫不逊色地完成同样的计算任务。另一方面,量子计算机的交付形式不确定。量子计算机未来是作为一种服务设备,还是作为一种消费设备?是为所有人提供广泛可用的计算能力,还是仅限于政府、大公司和富人使用?是独立于经典计算机的使用,还是与经典计算机交互使用?这些问题现在还难以预料。最后是后果不确定性。由于量子技术具有巨大的产业变革潜力,因而会对建立在旧经济结构之上的伦理、法律、社会和政策产生严重冲击。加之量子技术目前正处于早期创新阶段,其对未来的影响未知,利益相关者之间也尚未建立责任归属机制,这会加剧量子技术影响的不确定性。
以上创新特性在一定程度上反映出量子技术不同于经典技术的复杂性和颠覆性特征,因而量子技术创新对人类社会的影响具有极大的不确定性。为更好地理解上述不确定性并采取合理的治理策略,需要明确量子技术创新的具体内涵和相关风险。
量子技术创新涉及量子技术创造与商业化应用,这是一个将已有理论性量子科学研究成果(量子力学原理、特性、定律等) 转化为一定的量子技术原理,然后再经过一系列技术实践(构思、设计、研制等)创造出量子产品、量子工艺、量子材料、量子方法的过程。然而,它并不是一个从量子科学到量子技术再到量子社会的单向线性过程,而是三者创造性动态塑造的双向非线性过程。因此,量子技术创新涉及科学、技术、社会、自然、经济、伦理等诸多创新因素及其复杂的相互关系。其中,伦理因素关注的是科学家、工程师等利益相关者群体如何在量子技术创新中正当行事,涉及伦理目标、伦理关系和伦理问题,若忽视或缺少这些伦理考量,极易产生危害社会的不负责任的创新成果。而伦理问题作为反映量子技术创新伦理目标是否合理、伦理关系是否平衡的“晴雨表”,理应值得最先和深入研究。与现实生活中的信息技术伦理问题相比,量子技术的创新特性使其伦理问题更加凸显,主要体现在以下几个方面:①渗透范围更广,它们会在不同领域广泛地与技术问题、政治问题、经济问题、安全问题、社会问题等相互渗透、纠缠在一起;②协调难度更大,利益相关者群体范围和文化差异扩大极易使人们对伦理问题识别及考量标准产生分歧和对立;③思辨性更强,它们目前并不是实际中真实存在的,而是以想象、期望、愿景等叙事形式呈现出的技术风险。
具体而言,在第二次量子革命叙事[3]中,量子技术创新将导致一系列伦理风险的发生:①量子霸权可能对信息安全和隐私保护产生严重威胁;②经济层面的量子竞赛可能演变成防御性量子军备竞赛,破坏国际安全秩序;③量子鸿沟有可能对人类社会公平使用量子技术带来挑战,并导致量子技术垄断后果;④量子炒作会使量子技术创新意义归属陷入狭隘困境,进而阻碍量子技术创新。
未来,量子技术在改善工业基础、创造就业机会、提供经济和国家安全利益的同时,也会对人类社会造成消极和负面影响。量子霸权又称量子计算霸权,由于量子计算机在特定的高复杂度数学问题上具有远胜于经典计算机的优势,因而对个人、社会、国家层面的隐私保护和信息安全存在严重威胁,这种潜在威胁带有明显的颠覆性和霸权性特征[13]。
(1)量子霸权会颠覆经典加密系统。经典加密系统是保障现代经济和国家安全的基石:金融交易、信用卡交易、数据安全等依赖于经典计算机(在任何有意义的时间范围内)无法破解的计算问题,如基于离散对数问题的迪菲—赫尔曼密钥交换(D-H key exchange)和基于大数分解问题的RSA公钥系统。然而,量子霸权在本质上代表一种新计算范式,即量子算法在量子计算机上运行并以相对于经典计算机的超多项式加速解决问题。其中,Shor算法在质因数分解问题上,可将经典算法指数量级的时间复杂度转化为多项式函数相关的时间复杂度;Grover算法在搜索最优解问题上,可将经典算法所需的搜索次数由O(n)降低为
这意味着,目前任何处理加密信息的数字系统都面临一定风险,无论是文本、电子邮件、数字签名,还是个人敏感数据、金融机构和国家安全部门的机密。
(2)量子霸权意味着“我们星球历史上的一个特权时期”[14]的来临。对政府可能滥用量子技术风险进行讨论,会引发人们对量子“Y2k 2.0场景”中隐私保护与出于安全目的的合理监控失衡的担忧。未来,量子技术可能会与其它新兴技术融合并赋予其权力,这会加剧各种技术面临的安全风险。以算法监控为例,美国学者马克·波斯特[15]认为,现代信息社会构建了一种“超级全景监狱”,它是一套没有围墙、窗子、塔楼和狱卒的监督系统。在这种超级全景监狱中,公共空间与私人空间的边界被消解;每个被监视的个体无时无刻不承受着来自由数据库建立的权力结构的规训与控制。在缺乏有效监管情况下,量子技术与大数据技术融合将不可避免地强化这种权力结构,使拥有和没有拥有量子技术的个人、企业、政府之间产生巨大的权力差距。换言之,量子技术会带来“一种重大而崭新的统治手段的方法,其优越性在于它能够给予被认为适合应用它的任何机构以极大的力量[16]”。因此,对于这种潜在伦理风险需保持警惕,并在探索负责任量子技术创新过程中思考治理路径,以应对权力失衡带来的隐私、自由、平等、公平等权利的丧失。
近年来,欧美等发达国家将量子技术发展提升到国家战略高度,纷纷启动一系列体系化的量子技术发展战略举措,全球掀起一股争先抢占量子科技国际竞争制高点的热潮,并呈现出以下特征:第一,目的明确。拥有量子“技术主权”,掌握量子标准制定权和舆论主导权,实现经济、军事、安全、科技等领域的量子利益。第二,范围广。全球有超过20个国家和地区(如中国、美国、欧盟、英国等)参与其中,不仅涉及已制定和正在制定量子技术发展战略的国家,还包括未实施国家战略但有政府主导的量子技术研发计划或政府投资的国家,以及通过国际合作参与量子技术研发的国家。第三,资金投入大。Seskir等(2022)预计,2030年之前,全球将有约250亿美元的公共资金分配给量子技术。私营企业和大型科技公司(如IBM、谷歌、亚马逊、微软等)也在不断加入研发行列,目前已形成400多家初创企业,私人资金投入也已接近10亿美元。然而,“打压性”技术民族主义的抬头和“排他性”技术保护主义的加深,导致经济层面的量子竞赛具有演变成防御性量子军备竞赛的风险。
“量子技术作为地缘政治舞台”叙事[17]的兴起,使量子技术领域呈现出一种公认的民族主义趋势[18]。传统技术民族主义侧重于国家层面,旨在通过技术促进连通性和民族认同。而当前的技术民族主义则扩展至国际层面,代表“一种新兴的地缘政治思维和行动,将技术能力与一个国家的国家安全和地缘政治利益直接联系起来,涉及对选定的外国投资者或外国公司的法律和监管限制或制裁[19]”。这种技术民族主义对量子技术领域的危害在于它具有一定的“打压性”。一些具有“先发优势”的量子技术国家为维护自身优势和垄断地位,以技术优势和霸权主义为手段,遏制后发国家量子技术研究和发展,将量子技术创新政治化、意识形态化,限制特殊国家和地区的学生及研究人员,破坏国际交流与合作,危及国际安全秩序和互信基础。另外,采取严苛的量子技术保密和出口管制政策,会阻碍量子技术正常流动和扩散,破坏量子技术创新资源优化配置和全球供应链安全,阻碍世界经济可持续发展。
“量子技术威胁网络安全基础设施”叙事[17]的出现会加剧一些国家的技术保护主义冲动。在英国颁布的《2021年国家安全和投资法案》中,政府被赋予可以国家安全为由,调查并拒绝他国对英国公司投资的权力。为保护国家利益,美国对部分量子技术进行出口管制,并提议实施《国际武器贸易条例》(ITAR)和《出口管理条例》(EAR),以限制对外来人才的聘用。由澳大利亚、英国、美国共同达成的量子协议(AQuA),在维护共同战略利益的基础上加快投资,以提供下一代量子能力。欧盟委员会则通过“地平线欧洲”工作计划草案,试图阻止除欧盟以外的国家参与“地平线欧洲”量子计算和太空项目[20]。澳大利亚政府也正在计划对国外研究合作进行一系列关键和新兴技术限制,并以与目前军事和军民两用技术研究相同的方式对其进行筛选[21]。这种具有“排他性”的技术保护主义可能会使投入量子技术领域的公共资金向军事安全目的而非商业民用目的倾斜,使量子技术发展过早地形成军事应用的“技术锁定”或“路径依赖”,导致量子科技人才过多集中在军事研究领域,进而逐渐丧失量子技术创新制度的民主性和透明度。
从本质上讲,这种技术民族主义和技术保护主义带来的安全风险,是“霸权主义”和“强权政治”价值观向量子技术领域延伸的结果。将量子竞赛建立在狭义的公共利益之上,不仅会破坏国际量子技术创新生态系统平衡,使量子技术朝着人类非预期方向发展,还会导致地缘政治范围进一步扩大,加剧强国之间在经济或军事领域的冲突。
量子技术创新不仅要依靠高水平的专业技术人才和高度复杂的专业理论知识,还要依赖供应链、基础设施、容量和融资渠道优势。而这些必要条件目前只局限于极少数国家和大型科技公司,因而不同群体、地域、国家将在量子技术或量子资源的占有、使用、收益、分配方面产生“量子鸿沟[22]”,具体表现为:①基础设施水平不同国家或地区之间存在技术差距;②由使用信息资源的机会低、技能低、文化资本少而造成的知识差距;③富人与穷人、大企业与小公司、发达国家与发展中国家之间的财富和权力差距。随着量子技术所有权和使用权集中到少数国家与特殊群体手中,新的社会不平等和技术垄断问题也将出现。
2.3.1 量子鸿沟导致新的不平等问题
(1)在全球层面,当量子技术应用实现经济效益时,投入巨资的国家将率先受益,这种早期投资能力将进一步拉大发达国家与发展中国家之间的经济差距。由于很多国家没有投资量子研究,因而具有“先发优势”的国家将成为量子技术的“看门人”,这会造成国与国之间的权力失衡。大多数国家因无法获得量子资源而不得不依赖于量子技术国家,进而使他们在国际关系中处于不利地位。
(2)在国家层面,代表特殊群体利益或地缘政治目的的量子技术被优先考虑,而代表公共利益的事项在充斥着对抗性质的技术民族主义的作用下容易被忽视。例如,改善健康(挽救或延长生命)、为人道主义努力作出贡献、提高效率(节省成本,尤其是NHS)、提高安全性、应对气候变化等[23]。
(3)在社会层面,使用量子技术硬件的技能和知识分布不均,会扩大量子技术使用者和未使用者之间的数字鸿沟。即使未来能够通过云平台访问量子技术设备,但复杂的操作技能对许多群体而言具有挑战性,使得弱势群体比精英群体获得利益的机会更少或访问门槛更高。而且,还会导致由数字鸿沟所引发的缺乏沟通和隔离、教育障碍、性别歧视等伦理问题。
2.3.2 量子鸿沟导致量子技术垄断问题
在企业层面,实力雄厚的大型科技公司通过量子技术创新在产业变革中占据主导地位,并在市场竞争中形成“富者愈富,穷者愈穷”的局面。
(1)随着量子技术商业化的成功,率先实现经济效益的大型科技公司很有可能会垄断量子技术产品市场,造成其与国家政府(监管机构)、竞争对手和公众之间的权力失衡。尤其是在全球冲突情况下,这些量子行业垄断者能随时决定关闭其系统并制造全球限制。
(2)量子技术垄断会造成市场壁垒,阻碍健康竞争以及特定行业的开放式创新。量子技术能够提高金融市场效率,实现更快、更准确的交易算法。如果没有切实可行的量子技术监管制度,那么大型科技公司对量子技术信息的过度保护会导致不公平和不平等的商业规则的形成。例如,不公平的量子机器学习(QML)会造成系统性偏见,使学历、种族、性别、残疾等争议性特征成为量子人工智能系统自主决策的因素。
(3)量子技术垄断会“引发关于知识产权、专利权和商业秘密所有权的冲突[24]”。量子技术作为一种正在兴起的新技术,其创新既依赖于低温、真空、激光等使能技术的进步,又涉及与纳米技术、人工智能等新兴技术的融合发展,这种集成性的复杂技术系统会加剧量子技术创新领域知识产权争夺。
对此,量子技术创新利益相关者应思考以下问题:未来应如何保障一个基于公平贸易和竞争原则的正常运作的量子市场?如何才能防止赢家通吃效应和量子鸿沟?量子软件和硬件专利、商业秘密、版权和商标应发挥何种作用,以激励负责任、可持续的量子技术创新?
量子炒作是量子技术领域出现的一种高度期望与强烈焦虑相互交织的“特定交流模式[9]”,受技术决定论的影响,它以明示或暗示的方式夸大量子技术对社会产生的积极或消极影响。一方面,技术乐观主义者对量子技术表现出过高期望,将量子技术视作解决全球问题(全球变暖、世界饥饿和不治之症)的未来密码(Michio,2023),将量子霸权解读为开启了“一个比之前任何事物都更强大的新计算机技术时代[25]”。另一方面,技术悲观主义者对量子技术表现出过度焦虑和恐惧。技术焦虑者会担心国际“军备竞赛”发生,会担忧未来主义、神秘主义和伪科学思想泛滥,恐惧主义者认为量子技术会导致“人类自由的终结[26]”。无论是夸大量子技术的机遇,还是放大量子技术的风险,均会阻碍量子技术创新。
过分夸大量子技术对未来社会的机遇也会导致人们对量子技术失去信心。其根源在于,量子技术被任意地赋予“革命性”的创新意义,它过分强调量子技术与经典技术在物理特性、信息传递形式、控制方式上的本质区别,而忽视和遮蔽两者在物质载体、实际操作、信息传递通道上的内在联系。在精英操纵、官僚激励、特殊利益、公众无知和媒体不加批判的报道作用下,“人类实现量子霸权”“量子技术将彻底改变机器学习”“量子计算将加速药物开发”“量子计算机将使我们能够解决NP难题”这些或缺乏事实的猜测,或实际或科学上的荒谬成为公共和私营部门炒作的主题。尽管这种量子炒作可以引发人们广泛的关注和极大的实践热情,以及源源不断的资金投入,但并不意味着其是一种宣传量子技术领域的无害手段。夸大的量子技术承诺和持续太久的交付不足,会造成高度不确定的愿景理解与实际量子技术创新相脱节。虽然理论上量子计算机和机器学习可以超越经典计算机,但实际上经典计算机依然保持较快、易于管理、比较实惠的优势。这不仅会引发普遍的怀疑主义,还会让量子技术沦为一个商业营销术语,最终造成量子技术领域面临与人工智能领域相似的“冬天”。在向量子技术领域投入大量公共和私人资金无疾而终之后,该领域的公共研究支出和创新资金会大幅削减,使得技术实践活动退回到理论研究阶段或面临停滞,商业化道路也随之中断。
放大量子技术对未来社会的风险会使人们对量子技术产生恐惧。2014年,Sciencewise报告显示,公众担心量子技术未来可能会对金融系统和国家安全产生影响[6]。2018年,EPSRC报告进一步指出,人们在一般和具体意义上对量子技术创新存在如下担忧:谁来控制量子技术发展?谁将有机会获得量子技术?量子技术是否会引发防御性国际军备竞赛?量子加密技术是否会导致隐匿性犯罪活动[23]?Kop[27]认为,在当前量子技术发展过程中,隐私、安全、数字鸿沟、所有权、责任、监督等问题尤为突出,这些潜在问题为“量子技术作为地缘政治舞台”和“量子技术威胁网络安全基础设施”的炒作提供了依据。另外,量子技术的高度不确定性也给未来主义和神秘主义的边缘性叙事以及伪科学思想提供了生长空间。Cribb[26]从隐私和公民自由角度,将量子技术革命视作反乌托邦噩梦,并宣称量子计算机的出现将会导致人类自由的终结。而反常且令人难以理解的量子力学现象也给量子技术蒙上了一层神秘的“面纱”:从爱因斯坦将量子纠缠理解为“一种幽灵般的超距作用”,到薛定谔利用神秘的猫隐喻来解释量子叠加现象,再到更有甚者直接将量子技术称作“幽灵技术”(Charles,2007)。在此背景下,一些伪科学解释(Juan Miguel Marin,2009)也借机混淆视听,将能量、波粒二象性、量子纠缠等科学概念与远程治疗、心灵致动或心灵感应等神秘现象联系在一起。因而,炒作这些由不确定性、误解和神秘化因素结合而成的一知半解和反乌托邦式的叙事,会误导量子意识弱的普通公众,引发他们不必要的恐慌,甚至还会导致公众对量子技术创新失去信任并产生抵制心理,进而阻碍量子技术嵌入社会的进程。
与量子技术创新伦理风险定性研究不同,有学者发现某些风险因素对创新行为的影响并不显著[24],可能是因为参与者背景、文化差异和政策环境等因素不同。此外,在不同技术应用领域或不同发展阶段,某些伦理风险也会产生不同影响。相关研究表明,社会文化差异和政策环境不同显著影响技术创新伦理风险识别及治理效果。因此,未来应进一步探讨这些因素对伦理风险和创新行为的影响,以获得更科学的研究结论。
为应对技术未来叙事中伦理风险对量子技术创新的显著影响,需对量子技术创新轨迹与社会应用进行前瞻性反思和规划。当前,量子技术创新伦理治理尚处于探索阶段,学术界、产业界、政策界主要从3种理论视角建构相应治理策略:一是RRI(Responsible Research and Innovation)视角[28-29];二是TA(Technology Assessment)视角[27,30];三是AG(Anticipatory Governance)视角[31]。尽管这3种治理视角在理论和实践上的侧重点有所不同,但它们都倡导一种涉及预期、参与、协商、反馈等原则的前瞻性治理理念。鉴于量子技术创新伦理风险的特点,本文仍坚持这些前瞻性治理原则,并进一步强调核心利益相关者之间的协同性和能动性。政府、产业界、学术界以及社会大众不仅需要在不同伦理风险场景下形成相应协作机制,还需在制度、技术、行业、公众层面积极发挥各自的作用,共同推动负责任或合乎伦理的量子技术创新。
(1)完善法律法规,加强量子技术法治监管。当前,量子技术正处于创新上游阶段,为避免硬性监管扼杀创新的可能,或因缺乏实质性监管而导致放任自流的创新行为,需要“建立一个灵活的立法体系,能够快速适应不断变化的环境和社会需求[32]”。首先,政府需要加快制定关于量子技术发展的短期、中期、长期战略规划,这项由近及远的规划应涵盖量子技术领域在不同阶段的发展目标、资源配置、技术突破、基础研究与创新平台建设等内容。只有将量子技术发展规划提升到国家战略层面,由政府全面领导、统筹推进,才能为该领域法律法规的制定与实施提供强有力的政策支持。其次,立法部门应不断完善量子技术领域信息安全、知识产权保护、反垄断等法律法规。立法的目的在于有效应对风险,同时保障量子技术变革能力和应用程序能够造福人类。现阶段,应根据伦理风险场景和权利保障类型,将既有法律法规向量子技术领域拓展。其一,在“量子霸权”场景中若隐私、安全、自由等权利受到威胁,可通过拓展《中华人民共和国个人信息保护法》《数据安全法》保护个人隐私权,保障数据安全,维护国家主权、安全、发展利益。其二,在“量子竞赛”“量子鸿沟”场景中若平等、公平、公正等权利遭到侵蚀,可通过拓展《知识产权法》《反垄断法》预防和制止垄断行为,保护市场公平竞争,促进市场经济健康发展。完善这些基础性法律,不仅能为量子信息数据授权、采集、存储、流转等提供便利,还能为量子技术侵权行为的社会识别提供法律依据,“在专利、商业秘密和竞争法之间形成健康的量子技术特定关系,同时为它们与隐私及数据保护法规的衔接提供法律上的明确性[24]”。简言之,基于现有法律法规,持续构建与完善量子技术领域法律监管体系,有利于该领域在正式、具体的法律明文形成前,确保量子技术研究与创新处于安全可控范围内,使公民和组织的合法权益免受侵害。
(2)建立道德责任,完善量子技术伦理规范。创新者和决策者是推动量子技术创新的重要力量,他们在很大程度上影响量子技术发展方向。因而,在量子技术由实验室走向商业应用过程中,明确创新者和决策者的道德责任尤为重要。根据行为结果,可将道德责任划分为回溯性责任和前瞻性责任。一方面,创新者和决策者应对自身行为过失及不良后果承担回溯性责任。其一,制定弹性行为规范,将伦理规范等“软”治理办法与法律法规等“硬”治理办法相结合,明确量子技术创新伦理边界,设置量子技术创新项目研发的“负面清单”和“伦理禁区”,进一步明晰哪些可为、哪些不可为。其二,构建灵活的问责机制。对违反相关规定者,应根据行为主次、行为过程、行为后果等给予不同程度的道德谴责、行政处罚甚至刑事制裁。
另一方面,创新者和决策者应在一定的道德意识支配下主动承担对社会、集体、他人的前瞻性责任,并在量子技术创新过程中自觉遵守和积极践行相关伦理原则。其一,无害。以安全、道德和负责任的方式进行量子技术创新,确保其成果在预期或非预期下都不会使人类面临伤害风险。其二,公平。在制度设计上应保证量子技术公平,并尽可能实现成果的公平使用和均衡分布,尤其要考虑弱势群体的特殊需求。其三,可及。开放量子技术在开发、部署和使用过程中的知识与信息,培养政府、企业、公众的量子意识,提升公众对量子技术主要原理、应用领域、未来机遇与潜在风险的认知。其四,包容。在量子技术创新过程中,应与广泛而多样的利益相关者保持有效对话,避免量子技术创新意义归属陷入狭隘的境地。面对一些边缘叙事对量子技术创新的干扰,创新者和决策者应发挥引导作用[28],如抵制任何过度炒作量子技术的倾向;坚持对量子技术精确和相当狭窄的定义;对量子技术与整个社会进步的关系采取缓和态度;将基于证据的合理预测与对量子科技的疯狂猜想、神秘联想加以区分。通过创新者和决策者道德责任的建立,不仅能对量子技术创新、应用过程中不受欢迎的行为形成伦理约束和积极问责,还能让量子技术在符合人类价值要求下研发,使之成为一种负责任、有益于人类社会的技术。
(1)注重价值设计,促进量子技术预期发展。价值敏感设计是实现负责任量子技术创新的重要理论基础,它关注人类福祉、人类尊严、正义、福利和人权等价值,要求扩大判断技术系统质量的目标和标准,并形成“一种旨在使道德价值成为技术设计、研究和开发一部分的行为伦理方式[33]”。作为一种以理论为基础的技术设计方法,价值敏感设计通过概念、经验和技术三重调查审视整个设计过程中的人类价值(Neelke 等,2013)。以量子计算机创新为例。首先,开展概念调查。一方面,确定未来受到量子计算机影响的利益相关者,包括使用量子计算机的直接利益相关者以及那些不直接使用但会因他人使用而受到影响的间接利益相关者。另一方面,识别和定义量子计算机应用所包含的价值。世界经济论坛报告确立了量子计算治理的7种核心价值,即公益、问责、包容、公平、无害、可及、透明[7]。负责任量子创新参与和推进(SEA)原则[29]以负责任创新(RRI)价值观为基础,强调预期、反思、开放、透明、多元、包容、响应、适应8种价值。其次,经验调查。运用多种定性和定量研究方法(调查、问卷、访谈、实验、人工制品分析、参与者观察等),考察利益相关者对量子计算机和相关价值的理解、担忧、反思和愿望。在2017年英国EPSRC开展的一项“量子技术公众对话”中,参与者除表达他们各自的担忧外,还希望量子计算能够在改善健康、提高效率、增强安全性、应对气候变化等方面实现创新[23]。最后,实施技术调查。结合来自前两项调查的见解,探索如何调整量子计算机整体设计以支持所确定的价值。例如,为保障“安全”和“隐私”价值,应将量子加密技术应用到量子计算机设计中,或者遵循标准化组织制定的指导方针,使用抗量子解决方案进行安全通信。通过这种综合、迭代的价值设计方法,将伦理上可接受、经济上可持续、社会上可适应的价值嵌入到量子技术创新中,不仅能够保障我们的基本权利和自由以及民主规范和标准,还能实现包括快速技术转让、信息自由流动和全球量子生态系统构建在内的政策目标。同时,还应鼓励健康的量子竞争以及激励可持续的量子技术创新。
(2)开展伦理评估,降低量子技术意外风险。减少量子技术发展的不确定性,需预测科学研究和基于科学研究的量子技术如何与社会系统互动,并形成一种持续反思的技术评估机制。实时技术评估[34]基于同步反思和调整的渐进行动,旨在获取更多关于不断发展的利益相关者的能力、偏好和价值观,并根据持续分析和讨论调整创新路径。这项将社会科学、政策研究与自然科学及工程调查相结合的反身性策略,为量子技术伦理评估带来方法论上的启示。以量子通信设备创新为例。首先,开展类似案例研究,从历史视角出发,研究过去的变革型创新实例(人工智能、纳米技术),制定社会对量子通信设备反应的理论框架。其次,研究计划图景,绘制量子通信设备研发部门和企业的资源能力图,确定关键研发趋势、主要参与者角色、组织结构关系。再次,沟通和预警。一方面,关注量子通信设备研究人员、决策者、媒体和公众之间不断变化的知识、观念和态度。另一方面,预测量子通信设备未来变化趋势及其影响,避免因应用而引发的冲突、反对和抵制行为。最后,技术评估和选择。其一,使用预测、预见、路线图等方法评估量子通信设备研究可能产生的社会影响;其二,制定基于情景的审议过程,确定量子通信设备研究公共知识、价值和关注点的基线,增强预期影响和减轻不良影响;其三,考察实时技术评估对量子通信设备的作用。目前,量子技术的应用变得更加具体,迫切需要评估它们对未来社会的影响。通过建立这种持续性、实时性的评估能力,有助于人们最大限度利用量子技术创新成果,降低量子技术应用风险,确保对公众利益的关切和响应。
(1)增强多元协商,扩大量子技术开放空间。量子技术创新所引发的潜在伦理风险并非来自某个参与者,也有可能是因为集体行动的不可预见性。因此,量子技术创新伦理治理不能仅仅依靠科学家、决策者或者伦理学家的呼吁,还应强调跨部门、跨学科协同治理。换言之,除政府、学术界和高校外,还应考虑国际组织、使用量子技术的公司和私人实体、正在开发量子技术的公司和私营实体以及开发人员和消费者。因此,需扩大量子技术行业共同体,使量子技术领域广泛的利益相关者群体进行协商,促进量子技术创新朝着人类预期的方向发展。首先,在推动量子技术研发方面,要组织不同学科背景的科学家、工程师进行跨学科创新对话,让更广泛的科技界人员参与进来,重视和分享相关科技进展,发展和协调量子研究成果。其次,在创造未来量子劳动力方面,要注重高校与产业界的持续交流,为多样化劳动力发展创造融合、跨部门方法,以满足量子技术未来商业化应用需求。再次,深化与量子产业的接触,加强产业界、学术界与政府之间的协作,以预测需求并达成共识为目的,解决量子知识产权问题,完善量子技术转让机制。最后,提供关键量子基础设施,通过政府专家、利益相关者、产业界以及学术界之间的协商,确定急需的量子基础设施并鼓励必要投资。此外,量子技术研究人员和决策者之间也应建立明确的沟通渠道以及相互理解的沟通方式,保障研究人员及时表达担忧,使决策者能快速获取一手信息,促使他们更好地履行职责。
(2)推进国际合作,维护量子技术生态平衡。量子技术创新是目前全球共同关注的问题,因为它“预期的未来用途有可能彻底改变计算、网络安全、通信和传感,有望重新定义我们理解世界和与世界互动的方式[29]”。为有效应对量子技术创新全球性治理,减少国际上的不正当竞争,降低信息安全风险,弥合社会和数字鸿沟,各国政府应进行跨政治、跨学科和跨部门合作。首先,共同创造安全可靠的量子技术。一要加强量子技术领域伦理规范、信息安全以及隐私保护等国际共性问题研究;二要深化量子技术政策法规、行业标准与监管等方面的交流与合作。其次,确保量子技术公平应用。一方面,推动政府与大型科技公司达成协议,构建量子技术应用更加公平的访问方式。另一方面,建立量子技术创新知识产权保护制度和反垄断机制。最后,携手探索负责任或合乎伦理的量子技术创新之路。立足于中国特殊国情开展相应量子技术投资、研究、应用活动,避免陷入量子军备竞赛;推动量子技术创新目标在国际上的统一,使其在人类社会的共同预期中发展。然而,需要指出的是,我国尽管在量子技术领域处于世界领先地位,但面临复杂的国际竞争压力。因此,量子行业应在量子技术自主创新和知识产权保护的基础上,与其他国家进行科学研究、伦理规范、技术标准等方面的国际合作,积极承担大国责任,通过参与全球治理,更好地带动我国量子技术发展。
(1)加强公众教育,提升量子技术认知水平。量子炒作和伪科学泛滥的根源在于,量子技术研究和社会认知之间存在巨大的知识差距。由于量子技术创新的最终成果主要面向公众,因而公众认知和态度很大程度上影响量子技术能否顺利嵌入社会。为避免边缘性叙事误导公众,给量子技术创新带来阻力,创新者和决策者需通过量子教育提高全民对量子技术的认知,促进利益相关者参与公共辩论,并与普通公众建立信任关系。欧盟报告就曾建议开展一场运动,让欧洲公民了解量子技术,使之与公众广泛接触,以确定可能影响社会的问题,并呼吁加强公众对关键理念和能力的认识(Touzalin等,2016)。英国一再强调在创新早期阶段利益相关者应展开广泛讨论,以开发出被公众接受的产品(Qtsab,2015)。现阶段,对公众量子教育可采取以下措施。首先,开设基础量子科技网络教育课程,增强公众科学认知。同时,借助各种“量子游戏和互动工具[35]”,使其在促进理论学习、交流探讨、科学推广和公众参与等方面发挥辅助作用。其次,组织相关量子科技科普教育活动,培养公众科学素养。依托博物馆、科技馆、图书馆等文化平台,搭建学会、协会、研究会等交流平台,引导新闻、报纸、自媒体等传播量子科技。举办图片展览会,进行知识竞答,出版科普读物,制作科学纪录片或举行艺术创作活动,吸引普通公众参与。再者,开展一系列量子科技专题讲座,促进公众伦理反思。除介绍量子科技发展前沿外,还应解释量子科技存在的潜在问题。例如,揭示将量子科技理解为诡异和神秘的根源、量子科技全球竞赛原因、量子炒作的消极影响以及与量子技术相关的隐私、安全风险等。
(2)倡导公众对话,推动量子技术民主进程。公众对话反映负责任创新理念的“审慎”要求,“通过对话、参与和辩论过程,包容性地向广泛的集体审议开放愿景、目标、问题和困境,邀请和听取公众及不同利益相关者的广泛观点[36]”。为应对量子炒作困境,当前需要在合理范围内就有意义的问题开展实质性的公众对话。传统公众对话模式(公众缺失模型)[37]由于过分强调科学家的地位和作用,因而存在单向性、弱参与的问题。对此,创新者和决策者在量子技术创新中应采取双向性、强参与度的对话模式。首先,公众需在对话中发挥主观能动性,既要重视公众作为量子技术创新重要社会塑造者的角色,又不能忽视其需要被教育的身份。公众只有通过教育增强对量子技术创新的认知,才能在对话中更好地提供不同视角和多元社会背景。否则,量子技术创新很有可能被特殊群体狭隘的价值观、兴趣和利益所蒙蔽。其次,科学家需要积极缓解量子技术创新引发的矛盾。一方面,在广泛听取公众不同意见的同时,积极普及科学知识,解答公众疑惑,消除认知误区。另一方面,反对任何形式的盲目乐观和不必要的恐惧心理,传播既基于事实推理又符合正向社会价值要求的量子技术创新意义,以此平衡量子技术创新机遇与风险之间的矛盾。再次,赋予公众对话权。量子技术创新项目论证与评估以及量子技术研究议程的制定和决策,应向公众分配关键角色并赋予其一定的话语权。这种双向性、强参与度的对话模式一方面能在规范性和实质性层面彰显民主、平等、公正的社会价值,另一方面能在工具性层面为量子技术创新提供一个更加明确和有意义的辩论空间,即量子技术创新目标是否符合公共利益、量子技术创新监督机构是否值得信任、量子技术创新项目确立过程是否公开透明、量子技术创新速度和方向是否超出监管范围,以及量子技术创新风险和收益是否存在失衡。诚然,公众对话的最终成效取决于决策者能为公众提供多大的政策支持空间,以及在多大程度上采纳他们的不同意见。为此,决策部门需构建“更直接、系统和明确关注社会评价的制度和程序”,“只有承认多元化的价值规范和评估多样性的实质价值,才能实现更加合法、稳健和真正深思熟虑的技术未来[38]”。
目前,量子技术尚处于创新早期阶段,呈现出有别于经典技术的巨大潜力,预示着人类未来充满着无限可能,它将驱动新一轮产业变革,并对经济社会发展和国家安全产生颠覆性影响。因此,重视量子技术创新伦理反思,不仅不会对量子技术科学研究和技术开发产生阻碍,还有利于提高利益相关者对量子技术的认知水平,增强利益相关者对量子技术潜在风险的防范意识,促进和推动利益相关者参与量子技术创新的伦理治理。本文的关键不在于能否进行量子技术创新,而是明确以何种方式创新,在哪些方面创新,由谁来参与创新,如何规避不负责任的创新以及不同利益相关者在创新过程中扮演哪些角色,只有明确上述问题才能将量子技术创新的伦理风险降到最低,以此促进更加安全、可及、公平的量子技术创新,并确保其成果可持续性地造福于人类社会。
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