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对物流的影响
几年前，我在牛津大学赛德商学院(said Business School)上了一堂关于全球商业战略的课。向全班发表演讲的人曾经是沃尔沃在中国的负责人。当沃尔沃在中国的业务只有几百万美元时，他接手了这项业务，并把它变成了一个价值数十亿美元的帝国。
他解释了沃尔沃在中国市场保持竞争优势的策略。当我们讨论他们的中国故事时，讨论触及了印度。这位沃尔沃高管表示，“印度至少落后中国十年。”
我只是不能接受那个评论。我问他，当印度拥有 GDP 数字、人口、激增的中产阶级和更高水平的英语水平时，他为什么会这么说。他提到，这是由于该国供应链和物流基础设施的断裂。印度的每个邦都有不同的税收法规，当一家公司在多个邦经营时，有效地处理供应链是一项主要的开销。
这不仅仅是印度面临的挑战。这是一个全球性的挑战，在这个世界上，运营全球业务所涉及的物流常常会拖累业务。诺基亚在 2007-2008 年对苹果的崛起反应不够迅速的主要原因之一是因为它的供应链不够灵活。
虽然供应链是几个行业的关键问题，但公路、火车和航空运输的有效利用也是一个重要因素。世界上所有在国内生产总值阶梯上攀升的主要经济体都必须保持良好的制造业。物流是一个国家制造能力的基本要素。
在一个严重依赖分销的行业，物流效率的微小提高就可能带来巨大的成本节约。这些效率在全国范围内推广，可以提高 GDP。
在我与富士通的戴夫·斯内林的讨论中，他提到物流可能是经典计算机最难解决的问题。这不仅仅是因为问题空间的复杂性，还因为在达成解决方案时需要解决的限制。根据他的说法，这是一个量子计算机可以产生重大影响的行业。
除了物流，安全可靠的网络通信也至关重要。依赖于高效运输和货物交换的分销网络也依赖于安全、可靠和快速的信息交换。量子隐形传态是一个重要的用例，可以补充物流部门。在军事物流中尤其如此，信息交换往往需要与物流齐头并进。
转向区块链，贸易融资和供应链管理似乎是该技术最有用的领域。世界各地有几个计划专注于证明区块链在物流和贸易融资中的使用。
在这一章中，我将触及物流、运输和供应链管理中的挑战，以及如何使用量子计算和区块链来解决行业中的一些瓶颈。
让我们首先谈谈良好的基础设施和有效的物流的一个基本要素:有效的交通管理系统。
交通管理系统
物流和运输行业是保持工业化经济引擎运转的基础。我们正处于一个汽车被连接到网络的时代。网络服务器总是有情报显示网络上的每辆车在任何时间点的位置。自动驾驶汽车距离成为主流还有几年的时间，但联网汽车肯定在这里。
其他运输方式也是如此。公共交通也逐渐开始由数字驱动。中国最近宣布了从北京到张家口的无人驾驶列车，时速为 350 公里。
由于这个部门的数字化，我们拥有了丰富的数据和它所能提供的情报。这种智能可以用来提高运输系统的效率。一个简单的例子是特斯拉如何管理其汽车网络。特斯拉汽车本质上是轮子上的电脑。它们连接到一个服务器上，这个服务器知道网络上每辆车在任何时间点的位置。
如果我是一名特斯拉司机，在驾驶过程中寻找增压器，我可以在驾驶时查看特斯拉汽车的仪表板，它会告诉我最近的增压器。更重要的是，它还会告诉我充电站有多空闲或繁忙。它能够做到这一点是因为服务器有每辆车的位置信息，如果有五辆车在一个有六个充电点的车站充电，它可以告诉我只有一个充电点是免费的。
这是智能交通管理的一个简单实现。2018 年 11 月，大众汽车宣布，他们正在研究一种量子计算解决方案，以预测交通量和运输需求。该解决方案将像空中交通管制系统一样工作。该系统将通过不断的交互知道汽车的位置，并将能够为连接到该系统的汽车提供优化的路线。
我们生活在一个交通碳足迹第二高的世界，仅次于工业碳排放量。这样的解决方案不仅能节省时间和成本，还能帮助我们大规模减少碳排放。然而，只有大量汽车制造商联合起来，这些解决方案才能有所帮助。
在量子探索中，大众并不孤单。丰田、宝马、福特和其他一些公司也在研究交通管理系统。在我对 Dave Snelling 的采访中，他提到富士通的数字 Annealer 已经在帮助宝马改进他们的制造流程。
为了建立一个可用的交通管理系统，我们需要所有的汽车供应商都配备传感器，与服务器持续互动。我们还需要这些汽车供应商围绕这些数据交互建立标准。让我们来看看为什么这很重要。
假设 A 开一辆福特，B 开一辆丰田。两人都在路上，开始向服务器传输数据，并从服务器接收交通信息。现在，这个数据只能是关于 A 在路上的福特汽车，和 b 在路上的丰田汽车。这可能不是很有帮助，除非路上 90%的汽车都是同一品牌。参考:https://www . frontier sin . org/articles/10.3389/fict . 2017.00029/full
重要的是让所有汽车制造商走到一起，就数据交换标准和握手机制达成一致。在我们的示例中，一旦启用了这一功能，驾驶福特车的 A 将获得 B 的信息，反之亦然。这将是因为福特和丰田现在已经同意交换信息，他们的握手机制是标准化的。
想象一下，在未来的 10 到 20 年里，所有汽车供应商之间都会发生这种信息交换。我们将在每辆车上安装互联交通管理系统。服务器每秒钟将从路上的车辆接收数百万个数据点。他们需要能够实时处理这些数据，并向汽车司机返回有意义的交通信息和指令。
使用联网汽车的解决方案是未来的。然而，交通管理系统可以使用今天的基础设施和数据源来开发。获取交通信息的另一个选择是使用智能手机和手机信号塔的数据。汽车公司可以与电信提供商合作，获取路上行人的地理空间数据。这可能没有联网汽车的数据准确，但是，基于电信提供商提供的地理空间数据的交通管理系统今天是可能的。
这正是大众交通管理系统采用的方法。交通管理是一个组合优化问题，D-Wave 机器擅长解决这些问题。在大众汽车的实验中，D-Wave 机器被用于确定一个拥有 4000-5000 辆出租车的城市的交通管理优化解决方案。
D-Wave 的量子处理单元 ( QPU )擅长通过使用两个关键输入来解决量子无约束二元优化 ( 曲波)问题。一个是量子位状态形式的二进制变量向量。第二个输入是一个 N x N 矩阵，这个矩阵描述了这些量子位之间的关系。这个想法是为每辆出租车找到最佳路线，以确保拥堵最小。
对于每辆出租车，我们都知道它的来源、目的地和当前路线。然后，我们为每辆出租车确定一组备选路线。这些路线应该与出租车当前行驶的路线最大程度地不同。因此，对于每一辆出租车， A ，“总会需要一条路线， B ，在最终的解决方案中也是如此。”每条路线每辆出租车一个变量 T ab 在最小的曲波是真的。
所有出租车的这一数据被编码成 D 波，系统经历绝热退火过程。这一过程确定了提供最少拥塞路由的解决方案。对应于该过程的系统的低能量状态应该识别低拥堵路线和在该场景中汽车将采用的替代路线。
可以通过向某些出租车随机分配路线来测试该系统的有效性，这将导致向其他出租车重新分配新路线，以达到整个系统的低拥堵状态。在大众的实验中，解决方案在设置系统后的 1-5 秒内达成。在 30 分钟内可以从现有的工业软件中获得相同的结果。
美国专利 US20190164418A1 于 2019 年授予大众汽车的“预测和最大化交通流量的系统和方法”。2019 年 11 月，大众汽车的系统被安装在里斯本的公交车上，以确保它们的路线得到优化，并使城市交通更加顺畅。
这种量子计算解决方案可能还没有在解决这些问题上提供巨大的差异，但它为更困难的问题提供了更多实时解决方案的选择。在一个迅速走向气候危机的世界，任何有助于节约能源、减少二氧化碳排放和降低人均碳足迹的解决方案都是朝着正确方向迈出的一步。现在让我们看看航空业如何从量子计算中受益。
空中客车量子计算挑战
1914 年 1 月 1 日，第一次商业客运航班从圣彼得堡飞往坦帕。这已经过去了一个多世纪，但是航空业和航空公司的创新基本上停滞不前。除了埃隆·马斯克、理查德·布兰森爵士和杰夫·贝索斯最近专注于星际旅行的倡议外，我们几乎没有看到空中旅行的任何重大升级。
航空业在很大程度上是一个亏损的行业，对于航空公司来说，仅仅是获得正确的商业模式就已经够难的了。在这个行业中，任何研发举措都是凤毛麟角。
这种现状可能会改变，因为空客正在为航空业开拓创新。他们对量子计算计划的关注尤其有趣。他们在威尔士的纽波特建立了一个量子计算应用中心。他们与威尔士政府合作成立了空中客车奋进号。该计划的重点是数字低碳经济的技术研发。
空中客车公司的量子计算努力不仅仅专注于通过更好的空中交通管理实现物流优势。他们还在研究流体动力学、有限元模拟、空气动力学和飞行力学。使用量子计算来模拟飞行物理可以带来几个好处。
例如，目前，模拟飞行中飞机机翼上的气流需要 7 年时间。来源:http://quantum business . org/quantum-computing-future-flight-aviation/
空客的创新旨在在几周内模拟与机翼相互作用的每一个空气原子。这可以帮助他们了解他们的飞行设计将如何影响油耗，减少阻力，并使飞行更可持续。他们的研究还包括在飞行中使用先进材料，以及这将如何影响飞机的效率。
提高这种建模的速度(从几年到几周)，无疑会加速未来更好的飞机的设计和制造。空客清楚地了解这项技术对其命运的影响，并投资了一家名为 QC Ware 的量子计算公司。
QC Ware 正在建立跨越从化学建模、流体力学、蒙特卡罗模拟、机器学习和优化等用例的量子计算能力。因此，它能够帮助空客满足他们的特定需求。
空客最近还发起了一项名为空客量子计算挑战赛 ( AQCC )的竞赛。空客首席技术官 Grazia Vittadini 在慕尼黑 DLD 会议上宣布了这一竞争。这对航空公司和量子计算行业来说都是一个令人耳目一新的发展。
AQCC 要求量子计算生态系统与空客合作，解决该行业面临的一些难题。竞赛的重点领域如下:
- 飞机爬升优化，可以帮助航班实现低成本指标
- 通过计算流体力学 ( CFD )优化飞机设计
- 求解偏微分方程的量子神经网络
- 翼盒设计和重量优化，以降低成本和环境影响
- 飞机有效载荷的优化，以减少燃料的使用和成本
这是一种有趣的方法，可以众包解决方案来应对行业的一些重大挑战和机遇。空客还表示，解决方案的所有权仍将属于向竞赛提交这些解决方案的团队。
从空客的尝试中可以明显看出，量子计算被视为一种可以解决经典计算机在可行的时间框架内难以解决的问题的技术。
同样清楚的是，这种技术在航空业还处于早期。但该行业在全球范围内都在亏损，需要创新来帮助提高运营效率和降低成本。
空中客车公司的国防业务线正在研究数据安全和抗量子加密技术。现在让我们看看量子计算生态系统中的量子隐形传态和数据传输。
量子网络
物流依赖于数据和信息的及时和安全传输。在军事场景中，关于战斗机的信息需要实时传输。在自主汽车网络中，汽车的位置需要被传输，交通控制指令需要被传输回汽车。另一个用例是在空中交通管制中，传输关于飞行位置和速度的信息以优化交通。在所有这些场景中，我们都需要在发送方和接收方之间安全地传输数据。
我们生活在一个数据安全技术远远落后于其应有水平的时代。例如，在过去的十年里，亚洲有超过 10 亿人加入了互联网。仅在印度，2015 年至 2019 年间就有 3 亿人获得了移动互联网。但是这些人中的大多数并不知道如何连接到万维网和进行金融交易。
对于社交媒体用户和大品牌客户来说，数据隐私和安全性变得越来越重要。由于他们的数据隐私政策，标签# FacebookIsDead 已经流行了很长时间。许多人开始觉得，像亚马逊、谷歌和脸书这样的大型科技公司垄断了互联网的使用，也明显垄断了用户数据。
虽然数据隐私是一个需要解决的问题，但数据安全是我们需要解决的另一个重大挑战。通过物联网 ( 物联网)设备，世界变得越来越互联。数据在这些设备上，在消费者和企业之间被共享，这是前所未有的。几年后，自动驾驶汽车可能会成为一件普通的事情，随着技术的进步，需要对网络安全给予极大的关注。
根据 Gartner 的数据，到 2022 年，全球网络安全支出预计将达到 1330 亿美元。仅在 2019 年上半年，数据泄露就暴露了 41 亿条数据记录。当机器变得更加互联时，如果我们打算过上安全可靠的生活，我们需要做得更好。
随着世界上的数据越来越多，我们如何确保以安全的方式进行通信？我们能有一个更安全、更私密的互联网吗？量子计算有帮助吗？这些问题有几个答案。在量子网络中，信息作为量子信息传输，使用一种称为纠缠的量子比特属性。
这个特性被爱因斯坦描述为“幽灵般的超距作用”，我们在第一章已经强调过了。两个纠缠的粒子可以用相同的量子态来描述，因此，观察其中一个粒子的状态会影响另一个粒子的状态。听起来可能很“怪异”，这些纠缠粒子的行为就像一个单独的量子物体，可以用一个波函数来定义。
为了在粒子之间传递量子信息，它们需要被纠缠。因此，这个过程从制造纠缠粒子开始，并把粒子安全地传送到远处。一旦成功完成，我们就有了量子信息的传输通道。
当两个纠缠在一起的粒子中的一个被赋予一个状态时，它会自动影响可能在几英里之外的另一个粒子的状态。当我们对其中一个粒子进行操作时，另一个粒子会立即反映出来。这个过程被称为量子隐形传态。
世界各地正在进行几个试点项目，以创建一个基于量子隐形传态原理的量子互联网。欧洲的倡议是由欧洲的量子互联网联盟 ( QIA )进行的，该联盟正致力于创建一个量子网络。量子网络是纠缠的量子粒子在节点网络之间传输的地方。量子信息通过这些纠缠的量子粒子在这些节点间传递。
中国在利用光子连接不同传输系统方面取得了巨大进展。中国科学技术大学已经成功地将纠缠粒子分配到两个地球站，一个位于中国南方，另一个位于青藏高原。2017 年，简领导了这项工作，他使用卫星基础设施进行实验。
由于所涉及的成本，这种解决方案在日常应用中可能还不可行。有实验使用无人机作为传输网络的一部分，使这一过程在商业上更加可行。
因此，理论上，一旦两个纠缠粒子建立起来，量子信息就可以传输，没有任何人黑进去的可能。但是，实现量子隐形传态的关键挑战之一是利用纠缠粒子创建传输通道。量子网络的当前状态在许多方面反映了早期互联网的状态。然而，事情发展得相当快，全球各地的倡议推动研究向前发展。
由本·兰宁领导的欧洲 QIA 正致力于创建一条 100 公里长的传输通道，并在 50 公里的中点建立一个站点。在通道的两端，产生了一个纠缠的离子和一个光子。然后，光子通过光纤传输到中间的站，同时还保持与相应离子的纠缠。
下一步是测量这些光子，使它们不再与各自的离子纠缠在一起，这样一来，离子就会纠缠在一起。这个过程被称为纠缠交换。这就使得纠缠粒子的网络能够传播得更远更广，通过这个网络量子信息可以被传输。
虽然这些实验使用了一种物质(在前面的例子中，使用了钙)来产生离子和光子，但当量子网络扩大时，情况并不一定如此。根据量子位的用途，可以使用不同类型的材料来制造纠缠粒子。例如，钙和锶离子可用于产生 Ca+/Sr+晶体。锶离子用于存储量子位以进行计算，钙离子用于保持锶离子的低温。
如果我们必须存储量子位，我们可能还需要在网络中创建量子存储器(基本上是存储数据)。然而，要做到这一点，需要在整个网络中达成一致的共同标准。
对于这个行业来说，现在还为时尚早，因为量子网络实验在很大程度上是地方性的。然而，一旦量子网络开始在不同地区变得更加普遍，将会出现标准化的驱动力，正如我们目睹的互联网的发展一样。这就是量子网络如何被用来传输量子数据。但是量子信息的传输有多安全呢？
数据安全
纠缠的量子粒子被创造出来，如果其中一个被传输到一个遥远的节点，该装置可以用于安全的量子信息交换。当其中一个量子位元的状态改变时，它会自动影响其纠缠对的状态。这种利用纠缠在量子网络中传输信息的过程被称为量子隐形传态。
量子隐形传态需要注意的一个关键方面是，状态永远不会从一个量子位复制到另一个量子位。这也是为什么量子计算机中的错误处理是如此具有挑战性的任务。不能复制量子粒子状态的方面被称为不可克隆，是量子力学的一个基本公理。参考:https://www . nature . com/news/quantum-telepointation-is-even-weirder-than-you-think-1.22321 # ref-link-6
量子粒子的不可克隆性使得量子密码术非常健壮。量子粒子的状态在被观察时会受到干扰，因此理论上不可能在不发出警报的情况下窃听传输信道。因此，在纠缠粒子之间建立传输通道是量子隐形传态的重要步骤。
另外一种安全传输和使用量子信息的方法叫做量子密钥分发 ( QKD )。在这种方法中，量子密钥作为量子数据在发送方和接收方之间共享。如果密钥被截获，它将扰乱信息，可能必须重新发送。如果密钥没有被截获，它可以用来对通过传统数据传输模式共享的消息进行编码。是一个 QKD 协议，由查尔斯·贝内特和吉尔·巴萨德在 1984 年开发，工作在相同的量子属性上。
QKD 依赖于通信的两个关键方面。它需要:
- 量子理论是正确的
- 通信中使用的设备要可靠
直到 2010 年左右，QKD 还被认为是不可渗透和完全可靠的。然而，在此后的 10 年里，科学家们一直致力于证明产生光子的设备可以被强光脉冲蒙蔽。这样，黑客就可以远程控制检测器。这导致了围绕“独立于设备的密码学”的研究来源:https://www . science daily . com/releases/2013/05/130528122435 . htm
到目前为止，我们已经讨论了横跨运输和飞行物理学的量子计算用例。在这些领域，量子技术可以帮助解决经典计算机难以解决的问题。然而，量子网络的创建将不仅仅是在军事场景中安全可靠地传输机密信息，还可能成为未来的互联网。
因此，我觉得不仅要讨论使用高效的物流网络进行安全的货物转移，还要讨论网络中的数据传输。
我们已经介绍了量子计算在帮助我们解决物流问题中的作用，以及量子网络如何能够彻底改变通信和互联网。现在让我们来看看世界各地在物流和运输领域如何探索区块链。我们将看到，在提高我们在全球范围内跟踪和运输货物的效率方面，量子计算和区块链技术有可能高度互补。
物流中的区块链
世界各地的商业通常都是在信任的基础上进行的。从历史上看，在世界的许多地方，企业通常没有广泛的文档或合同协议。大多数交易都是基于信任关系进行的。然而，随着企业开始在全球范围内运营，必须有更多的流程和控制措施来保护所有相关方。
随着业务开始向境外发展，交易中涉及多个对手方，完成文件通常会导致延误。官僚主义增加了交易的成本和时间。例如，当一家跨国企业依赖于一条涉及全球多个跳跃点的供应链时，它就增加了其制造流程的低效性。根据世界经济论坛，减少供应链壁垒可以使世界 GDP 增加 5%，全球贸易增加 15%。
在农业或食品业的情况下，食品在进入超市货架之前要经过几次跳跃。这不仅会导致运营费用和延误，而且对于新鲜食品来说，还会导致其到达商店时质量下降。在许多情况下，有大量的食物浪费。
根据联合国粮食及农业组织的数据，大约三分之一的粮食被浪费或损失，在发达国家高达 6800 亿美元，在发展中国家高达 3100 亿美元。食品供应链中有太多的低效问题需要解决。
随着世界变暖，我们将会看到由于过多的雨水或干旱条件导致的更多的粮食生产波动。这扰乱了世界各地的贸易路线——我们可以看到的一个例子是斯堪的纳维亚内部贸易平衡的转变。
2018 年，干旱天气和缺水导致该地区农作物产量下降。结果，像瑞典这样的一些斯堪的纳维亚国家成为了玉米和小麦等农作物的净进口国。在那之前，他们一直是这种作物的净出口国。该国的小麦产量跌至 25 年来的最低点。瑞典谷类作物的总收成比 2017 年的 320 万吨下降了 43%。然而，欧洲国家对这些作物的需求一直很高。来源:https://www . ja . se/artikel/58675/Swedish-谷类生产-自 1959 年以来最低水平. html
让我们快速审视一下这种贸易转变带来的挑战以及对物流的影响。由于这种突然的不平衡，瑞典不得不进口这些作物。作物收获短缺约 140 万吨。
那么，你如何突然为如此大规模的进口创造物流呢？你如何确保物流的高效和敏捷？
瑞典在分配作物进口的港口容量以及将作物进口纳入其分销渠道的物流方面面临挑战。如果各国必须适应气候模式的变化，这就是未来所需要的基础设施。然而，这只是谜题的一部分；即使基础设施按预期到位，供应链和物流也需要高效运作，以减少成本负担。
瑞典是一个小国，其消费者基础相对容易管理。然而，想象一下如果这发生在更大的国家。即使它们实现了工业化，它们也将难以应对气候变化带来的全球贸易格局的变化。由于全球农作物价格上涨，这可能引发通货膨胀。由于谷类作物产量下降，去年在欧洲小规模观察到这种情况。
关键是，我们需要开始变得极其高效地使用我们的物流。科技可以帮助我们实现这一目标。
区块链技术可能是物流和供应链管理中最有用的。最初对这项技术的热情发生在金融服务领域，一些利益相关者将它视为一种价值储存手段。然而，如果没有一个明确的全球监管框架，这很难实现和扩大。虽然这项技术正在金融服务领域经历“人工智能冬天”，但可能会出现更成熟的物流区块链应用。
跟踪商品
区块链技术提供了近实时跟踪商品的能力。在一个有多个参与者的价值链中，商品进入下一步需要几次不同的握手，这种能力增加了流程的效率。该技术提供的握手机制可以削减供应链中各方的运营成本。
IBM 和马士基于 2016 年 6 月开始了他们的旅程，建立了一个名为 TradeLens 的区块链平台。TradeLens 提供供应链透明度，并帮助物流行业解决因数据孤岛而产生的问题。如今，TradeLens 拥有超过一半的海运集装箱数据。
随着这一物流供应商网络在各大洲的扩展，TradeLens 可以作为具有开放标准的全球贸易平台。这将通过增加货物跨境流动的透明度，提高全球航运业的效率。
埃森哲为物流建立了一个区块链平台，作为供应链交易的不可改变的记录。提单(船上货物的详细清单，作为交货时的收据)可以被取代，网络可以作为贸易文件的唯一来源。透明度和高效完成文书工作也是这里的关键。还有其他公司，如 ShipChain、微软和 Oracle Corporation，也在努力提高物流的透明度。
食品供应链
让我们简单讨论一下在供应链背景下对区块链技术的需求。区块链可用于需要参与者网络授权交易的场景。当这些参与者作为网络上的节点时，他们存储事务的副本。
在供应链场景中，这个框架可能非常有用，因为相关的利益攸关方将在区块链上注册他们的交易。例如，在一个食品供应链中，涉及到农民、物流供应商、经纪人和超市，他们中的每一个都将是一个节点。当农民将作物交给物流供应商时，会有一个握手机制来授权交换作物。握手还可以包括检查作物质量的过程。
在适当的时候，这样的基础设施将为利益相关者创建一个丰富而透明的数据生态系统，以做出数据驱动的决策。然而，在分布式数据库中，如果对这些数据进行集中控制，这种方法可能就不那么有效了。话虽如此，正如前几章所讨论的那样，公共区块链应用有其合理的技术限制。
我见过供应链领域的一些公司使用许可的区块链。现在说一条路线比另一条好还为时过早。然而，我们已经看到足够的证据表明，公共区块链生态系统尚未获得主流信任，因此许可的区块链可能是一个桥梁。现在，让我们看看区块链在食品供应链中的应用。
食品供应链是物流中的一个特例，因为它处理易腐货物。在这种情况下，库存管理要敏感得多，因为商品的寿命是有限的。因此，我们需要一个能够在更精细的级别管理库存的基础架构。区块链技术可以在微观层面上帮助库存管理。
像沃尔玛、联合利华和起源这样的公司正在使用区块链来管理食品供应链。以食品行业为例，区块链可以用来追踪涉及食品的交易历史，一直追溯到源头。
当库存管理发生时，如果食品库存变坏，它可以被选择性地销毁。了解食品的历史后，可以追溯到源头，以确保必要的控制到位，从而保证未来更好的质量。
食品供应链也很特殊，因为它们大多涉及小农，他们目前正被物流供应商或价值链中的其他中间商压榨利润。世界上有超过 5 . 7 亿小农，他们占据了世界农业用地的 75%。对这些农民来说，理想的情况是利用技术，跟踪食品的所有权，并在食品定价的过程中创造选择性的透明度。
在当今世界，农民通常没有数据来评估他们作物的供求。这削弱了他们合理定价的能力，并使他们受到供应链中中间商的摆布。然而，这可以随着通过区块链创造的透明度而改变。价格数据可以提供给农民，以确保他们不被剥削。
所有权是食品供应链中需要解决的另一个问题。这可以被归类为蓝天思维，但在食品价值链中，它本质上是一个农民向最终客户出售他的商品。未来的供应链也应该在商业结构中尊重和反映这一点。物流供应商，库存供应商，食品质量审计员，甚至超市，只是为农民提供服务，以有效地进行销售。
因此，如果我从乐购购买一箱橘子，我是从肯尼亚的农民那里购买的。这样一来，我买那些橘子的钱，应该大部分都到了农民的口袋里。对于提供服务的物流供应商和提供货架空间的超市，可以有预先约定的佣金。
这种模式的运作方式与当前模式有两个基本区别。第一，食品的所有权属于农民，直到消费者向他们购买。第二，通过价值链，对食物的支付几乎是即时的。使用区块链技术及其智能合约功能，这两者在技术上都是可能的。
对消费者的好处是，一旦他们知道食品的来源，他们就知道他们得到的质量。请记住，在过去的美好时光里，农民们就是这样在农贸市场卖庄稼的；他们产品的声誉将是他们成败的一个关键因素。
新的全球食品供应链应该没有什么不同。信任和品牌应该适用于在伦敦卖橘子的肯尼亚农民，就像适用于小城镇市场上的独立本地卖家一样。
然而，这种模式将需要由各国政府强加于食品供应链。由于有几个中间人会吃亏，这对私营企业来说并不容易。公私部门伙伴关系可以在一段时间内实现这一模式。一家基于区块链的公司 AgriLedger 正在与世界银行和海地政府合作解决这个问题。
所有权模式可能很难改变，因为前面提到的中间人会对此不满。因此，扩展新的所有权模式将是一个缓慢的过渡。此外，在食品到达消费者手中之前，让农民成为食品的所有者，与其说是技术问题，不如说是商业模式、流程和运营问题。
但是，随着区块链解决方案的实施，立即向农民付款应该是可能的。在现有的食品供应链中，农民在将作物交付给中间商几个月后才能拿到钱。通常，他们承担不起延迟，并以很大的折扣从中间人那里获得现金。这是因为农民无法承受周转资金的耗尽。随着即时支付的实现，农民应该在作物交付后的几天内，如果不是几个小时，就能拿到钱。这只会使它成为一个更健康的生态系统，不仅仅是对农民，而是对我们所有人。
其他几家公司也在寻求改善食品供应链，但他们是从消费者的角度来解决问题的。沃尔玛的区块链计划为消费者提供了从源头到购物篮的食品历史信息。这确实是一个进步，但食品供应链需要一个完整的改造和“从底层开始”的思维，而不仅仅是对消费者的透明度。
可持续供应链
2019 年 12 月，我在伦敦参加了一个由 Finextra 主办的关于可持续金融的会议。当天的焦点话题之一是可持续供应链。虽然这是一个 20 分钟的简短演讲，但它让我思考了让供应链可持续发展的必要性，以及这对我们的环境会产生的影响。
让我们以一个食品供应链为例。为了确保可持续发展，我们需要考虑几个关键标准:
- 这种作物是以可持续的方式生产的吗？这提出了更具体的问题，例如:
- 在获取农业用地种植农作物的过程中，是否有毁林行为？
- 这种作物是用可持续灌溉技术生产的吗？
- 生产这种作物时使用了肥料吗？
- 如果使用化肥，生产化肥的碳足迹是多少？
- 雇佣儿童来生产这种作物吗？
- 作物是以可持续的方式运输的吗？
- 农作物是否以可持续的方式包装？使用塑料了吗？
- 将农作物运送到超市的物流的碳足迹是多少？
食品供应链的一些可持续标准已经被有效地审计、报告和管理；但是，都是纸面上有记载的。我们将需要一个供应链市场，收集所有这些方面的数据，并使用它们为超市中出售的每一种食品创建可持续发展分数。
因此，当顾客看着苹果包 A 和苹果包 B 时，他们将有能力不仅根据价格，还根据供应链的质量对它们进行排序。区块链可以帮助填补许多空白，为零售客户创造这样一个市场。
这也可以用于消费品。联合利华一直在试点区块链，以增加其供应链的透明度和效率。他们将注意力集中在美国供应链的应付账款上，目前这种方式非常手动且效率低下。
另一家区块链公司 origin 的解决方案已经开始试点，以标记和跟踪来自印度尼西亚的金枪鱼。他们更进一步，还捕捉和验证了供应链利益相关者的可持续性声明。这一努力需要扩展到其他食品，甚至食品供应链之外。
所有这些信息都可以通过二维码提供给消费者，当扫描时，将提供供应链和可持续发展得分的端到端视图。
这些方法都已经由联合利华、沃尔玛和出处进行了试验，但区块链技术的局限性可能是这些解决方案尚未规模化的原因。随着区块链走出冬眠，我们应该会看到更多大规模的实际应用。
运输
卡车运输行业是区块链可以在运输中增加价值的一个例子。超过 1400 亿美元被卷入了运输业的纠纷。收到发票后，付款平均需要 42 天。这都是因为卡车行业的文书工作效率低下。
此外，全球约 90%的卡车公司拥有不到 6 辆卡车。这意味着货物和卡车的分配是另一个主要的开销，并导致半满卡车和运营成本泄漏。当卡车行业在区块链上管理时，大部分合同义务可以在智能合同上列出，一旦满足标准，就可以触发支付。
可以商定一个握手机制来识别卡车行程的终点，当智能合同收到该握手机制时，它可以触发支付。这也将有助于满足这些小型卡车车主的营运资金需求。交通联盟 ( BiTA )的区块链是一项倡议，其成员覆盖了全球 85%以上的卡车相关交易。
随着世界向当天交付模式发展，卡车行业变得极其高效势在必行。物联网传感器可以用在卡车上，以测量货运量，并充分利用卡车的容量。当运输的货物对温度敏感时，物联网也有帮助。
物联网传感器和区块链技术的结合可以在运输药品时跟踪温度。如果传感器检测到温度变化，区块链可以触发警报，或收取任何因温度变化而产生的商定惩罚性赔偿。这也将减少争议场景，因为这些都将由区块链网络上不可变的数据来备份。
车队的表现也可以在区块链上注册。有像 CarFax 这样的公司，他们作为中介持有这些数据。然而，当购买者想要知道车辆性能信息的不变记录时，他们应该得到一组确定车辆价格的经过验证的数据。
根据摩根士丹利的说法，就像我们接触的其他几个行业一样，区块链在交通垂直领域有 5000 亿美元的机会。然而，挑战在于技术本身——物流和运输都可能产生大量数据。
如果我们使用物联网来支持物流监控和测量，这也会增加数据量。还没有大规模的区块链实现，可以实时处理这样的数据量。在吞吐量问题得到解决之前，这些用例可能会停留在试验阶段。
汽车制造
区块链的另一个关键用例是充当车辆零件的注册。整个制造过程都可以在区块链上注册，包括原材料来源、供应商、采购、制造步骤。所涉及的制造步骤可以通过使用物联网设备的机器级数据跟踪来监控。根据 Gartner 的一份报告，到 2025 年，制造业使用区块链技术可以节省 1760 亿美元的成本。
所有这些数据应该能够为车辆的生产线提供可追溯机制。一旦汽车部件上路，传感器就能跟踪它们的质量。如前所述，也可以使用物联网设备来测量和管理车辆的性能。因此，当报告有故障零件时，区块链系统将立即知道如何以及在哪里找到它。
当提供新部件作为替换时，使用标签的握手机制可以确保替换部件来自正确的供应商。在这种情况下，车辆的健康表是从非常早期的阶段开始构建的，贯穿其整个生命周期。制造业产品召回的平均成本为 800 万美元。使用区块链实现零件的端到端可追溯性，可以大幅降低这一成本。
凯捷的一项研究采访了 447 家使用区块链的制造企业，发现其中超过 60%的企业已经改变了与供应商互动的方式。尽管有这么多好处，但这项技术要被主流采用还需要克服一些初始障碍。
技术和运营检修所需的投资回报 ( ROI )并不明确，这通常会成为大型组织的主要障碍。在没有清晰的投资回报叙述的情况下，在一个组织内确定赞助商可能是一项挑战。根据凯捷报告，采用区块链的另一个关键挑战是区块链与这些大型制造企业的遗留系统和流程的互操作性(或缺乏互操作性)。
除了我们看到的区块链的技术限制，组织挑战仍然存在。只有清除了这两个障碍，主流的采用才会发生。
我们现在已经涵盖了量子计算和区块链的运输和物流用例。正如你所看到的，这两项技术有潜力引领我们进入一个更高效、更透明、更安全、联系更紧密的世界。
结论
在这一章中，我们讨论了量子计算和区块链可以在物流中提供的用例。由于缺乏数字化，这是一个效率低下的行业。因此，这可能是一个技术创造价值的绿色领域。
在量子计算的例子中，我们提到的主要用例是高效的交通管理系统。我们讨论了当联网汽车变得更加普遍时量子计算的使用。有了今天的基础设施，交通管理可以使用电信数据/地理空间数据来实现。
我们还谈到了空中客车公司提高航空业效率的尝试。使用量子计算可以比使用经典机器更准确地模拟飞行物理。因此，可以模拟飞机机翼周围的空气动力学，并通过优化飞行起飞和着陆来实现燃油效率。在一个受到气候变化严重影响的世界里，在碳排放上节省的每一点都可以帮助我们。
谈到区块链，我们看到了它如何用于供应链管理和可追溯性。食品供应链用例特别有趣，因为它在许多方面对消费者和农民都有利。我们看到了迎合供应链两端的创新。
最后，我们还谈到了区块链如何帮助运输、制造和卡车行业。
这两种技术的应用是巨大的，潜在的附加值也不能夸大。然而，这两种技术在被主流采用之前都有一些重大的挑战需要克服。它们应该能够在业务环境中共存，因为用例是互补的。在下一章，我们将看看量子计算和 NISQ 如何用于化学领域。
