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量子技術對現代戰爭的影響

隨著量子力學與信息技術的深度融合,世界各國高度關注新型量子技術的研究與發展,而量子技術的巨大優勢同樣引發了各國軍事領域的廣泛關注。本文重點分析了量子通信、量子計算、量子雷達技術對現代戰爭的影響及當前發展現狀,並從作戰理念、作戰樣式、武器裝備發展等方面給出思考與啟示。

自20世紀20年代量子力學理論發展成熟以來,推動了半導體、激光、核聚變、材料等微觀領域技術的發展,極大地改變了人類的生產和生活方式,以及作戰模式和戰爭面貌,在科學界被稱為「第一次量子革命」。近20年來,隨著量子力學與信息技術的深度融合,人類正在拉開「第二次量子革命」的序幕。當前,世界主要國家及全球產業界高度關注量子技術的研發,而量子技術的巨大優勢也引發了世界各國軍事領域的廣泛關注。

從國家和軍事戰略規劃層面看,早在2007年,美國國防高級研究計劃局DARPA就將量子科技作為核心技術基礎列入其戰略規劃,並在2015年設定的戰略投資領域中將量子物理學列為三大前沿技術之一,尤其是DARPA啟動的「微型曼哈頓計劃」,將研究量子晶元提升至與研製原子彈同等重要的高度。美國國防部「2013—2017年科技發展五年計劃」將量子信息和量子調控列為美國軍方六大顛覆性基礎研究領域之一,認為其未來將對美軍戰略需求和軍事行動產生深遠影響。

從技術研究方面看,2014年,美國陸軍研究實驗室利用量子特性實現圖像增強與改進,在低光和氣流紊亂的情況下,在2.33km距離成像測試中獲得清晰圖像,為偵察探測領域提供了新的技術途徑。2017年8月,上海交通大學金賢敏教授團隊成功實現世界上第一個水下量子通信實驗,為建立水下以及空海一體的量子通信網路邁出了重要一步。未來,水下量子通信技術的應用將極大地改變海上作戰樣式。在量子計算技術研究方面,繼2017年11月,IBM公司宣布研製出50個量子位的量子計算機之後,2018年,Google、阿里巴巴等公司和研究機構競相研製量子計算技術,通過刷新量子比特數量,搶佔該領域的技術話語權。

目前,量子技術的重點研究領域主要包括量子通信、量子計算、量子精密測量。其中,量子通信可實現無條件安全的通信手段;量子計算具備超快計算能力,可有效揭示複雜物理系統規律;量子精密測量使得測量精度可超越經典測量手段的極限。在量子精密測量領域,量子雷達由於與作戰領域關係密切,因此多年來備受世界軍事強國的高度關注。

未來,量子技術的發展和應用,將打破以微電子技術為基礎的電子信息技術物理極限,顛覆現有電子信息技術體系,促進戰爭形態演變,對現代戰爭產生深遠影響。本文重點分析量子通信、量子計算、量子雷達技術對現代戰爭的影響,並從作戰理念、作戰樣式、武器裝備發展等方面給出思考與啟示。需要說明的是,量子技術是一個廣闊的領域,眾多問題有待解決,但分析其對戰爭將會產生的影響對認識和設計未來戰爭非常必要。本文列出了一些我們認為可能存在的影響,期望能引起研究學者們的廣泛思考。

一、量子通信技術對現代戰爭的影響

量子通信技術,是利用量子態和糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通信方式,是量子論和資訊理論相結合的新型研究領域,主要涉及量子密碼通信、量子隱形傳態、量子密集編碼等。作為量子通信技術中最具實用化前景的分支之一,基於量子密鑰分發(Quantum Key Distribution,QKD)的量子通信經過30餘年的研究和發展,在協議技術、系統器件和組網架構等各方面初步成熟並進入推廣試用階段,近年來呈現出加速發展的趨勢。基於量子的不可分割性和測不準原理,量子密鑰分發技術可以確保在量子通道內密鑰傳輸的安全性。

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實現安全通信,

可確保軍事通信信息內容安全

目前,作戰體系中應用的通信技術主要包括有線通信和無線通信兩種。然而,有線和無線通信技術在通信信息安全方面存在漏洞,主要表現為通信信號容易被截獲和竊聽。雖然加密技術可以在一定程度上阻止對方獲知具體通信內容,但是經典信息加密技術依然面臨困境。經典信息加密技術包括兩大類,對稱密碼體系和非對稱密碼體系。對稱加密體系中的「一次一密」加密方式曾被香濃等人從理論上證明,在滿足密碼隨機產生、密碼不重複使用、密鑰密文長度一樣的條件下,可確保通信過程具備無條件安全性,但其密鑰分發過程仍然存在被竊聽的隱患。而非對稱加密體系僅具有計算安全性,已在理論上證明,所有經典非對稱密碼體系都能夠被量子Shor演算法破解,不存在無條件安全的非對稱密碼體系。因此,無條件安全性,只有在對稱密碼體系「一次一密」加密方式下,結合安全的密鑰分發技術才能實現。

量子密鑰分發技術能夠有效滿足軍事通信信息安全的需求。量子密鑰分發技術與對稱密碼體系中的「一次一密」加密方式相結合,可消除「一次一密」加密方式中密碼更換後傳輸過程的安全隱患,從而確保軍事通信過程的無條件安全。首先,量子的不可分割性和不可克隆定理使得量子通信過程存在竊聽必然被發現,而發送方和接收方一旦發現通道內存在竊聽,則可不使用該密鑰對信息內容加密,直到雙方確保密鑰傳輸過程中無竊聽為止。量子密鑰分發可用於建立和傳輸軍事通信信息密碼本,即首先在量子通道中為通信雙方分配安全密鑰,再用密鑰對明文進行加密,將密文在軍事通信經典信道中傳輸,以確保通信過程的無條件安全。

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實現通信隱蔽,可確保軍事通信雙方安全

目前,應用於作戰領域的現代通信技術通常無法確保通信雙方安全,即目標很可能由於與外界通信而暴露自身位置。例如,針對無線通信技術,敵方可通過通信信號分析技術與輻射源定位系統相結合的方式,解算出上行通信信號的發送端位置信息。對於有線通信技術,可通過溯源等手段對通信雙方進行定位。

相比之下,量子通信技術隱蔽性更強。量子通信採用單光子傳播原理,光輻射量非常少,竊聽者很難發現通信雙方的存在。通常情況下,連續或脈衝式光傳輸條件下,1微瓦中大約含有1015個光量子,因此經典通道很容易被探測手段發現並進行無感接入實現竊聽。而量子通信採用單光子傳播原理,光輻射量極小,現有的探測手段很難探測到光纜中是否存在量子通信,從而在一定程度上確保了通信雙方安全。

量子通信隱蔽性強的優勢,可助力提升水下綜合作戰能力。長期以來,水下武器裝備的通信手段大部分仍然採用低頻通信方式,存在發信台站龐大、發信困難、通信效率極低、與岸基指揮所通信易暴露等弊端。量子通信則能夠較好地彌補這些缺陷。一是量子通信所需的信噪比,同等條件下比其他手段低30~40分貝左右,即使獲取的通信信號信噪比較低,量子通信也能夠從中獲取高質量信號,因此從理論上講可以較好地應用於深海和遠洋通信,目前已有相關實驗予以證實。二是量子通信隱蔽性強,因此可確保水下武器裝備不會由於通信而暴露自身位置。三是量子密鑰分發的安全性可確保通信內容安全,這對於戰略級水下武器裝備極為重要。從理論上講,水下武器裝備在製作好密鑰後,可以通過技術手段將光子傳輸至量子通信衛星,再由衛星作為中繼將信號傳輸至地面指揮所。未來,量子通信衛星發射組網後,可與水下武器裝備進行通信,而一旦水下通信問題得到解決,將極大地改變海上作戰樣式,「海狼群」將會成為現實,航母戰鬥群或將面臨巨大威脅。

二、量子計算技術對現代戰爭的影響

量子計算以量子比特作為信息處理單元,並根據具體問題和演算法要求,按照量子力學規律執行計算任務(變換、演化編碼量子態),根據量子測量理論提取計算結果。與經典計算機的串列運算模式相比,量子計算機由於信息處理單元是量子比特,因此可實現並行計算操作,從而解決諸多大規模計算難題,包括密碼分析、氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探等領域。在作戰領域中,計算已經發展成為影響作戰效能的基礎領域,而量子計算強大的並行計算優勢一旦應用到作戰中,將全面提升信息化作戰能力,為體系作戰效能和作戰進程帶來顛覆性影響。

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提高網路空間作戰能力

當前,網路空間作為陸、海、空、天之外的第五維空間,已成為未來戰爭的重要作戰領域,其軍事力量建設也日益成為世界各國關注與發展的重點。網路空間作戰的基本樣式包括網路情報作戰、網路阻癱作戰、網路防禦作戰和網路心理作戰。其中,在實施網路情報作戰和網路阻癱作戰的過程中,通常需要破譯複雜密碼才能獲取重要情報或實施下一步作戰行動。因此,密碼破譯能力是影響網路情報作戰和網路阻癱作戰效能發揮的關鍵。多年來,網路空間作戰通常由於密碼破譯技術受限,從而在作戰效率和作戰效果上面臨較大瓶頸。

從理論上講,密碼破譯通常是求解一個數學難題,尤其對於非對稱密碼體系,原則上可破,但以現有的計算能力,花費的時間遠大於信息有效時間,並且破解密文的成本遠高於信息價值。因此,密碼系統在開發過程中要充分考慮破解計算機技術發展的速度和水平,並隨著計算能力的發展做出調整和改進,以確保計算安全性繼續成立。

與經典計算技術相比,量子計算技術的並行計算優勢將大幅提升密碼破譯能力。未來,量子計算將對密碼系統尤其是以數學理論為基礎的加密演算法帶來最直接的威脅。當前,世界各國網路、銀行以及電子商務等領域中普遍採用的RSA、DSA等非對稱加密演算法,其數學理論基礎是大數分解。利用萬億次經典計算機分解300位大數,需要15萬年,而利用萬億次量子計算機只需1秒。2016年4月發布的美國國家標準與技術研究院內部報告,分析和預測了量子計算能力對當前世界各國主流加密演算法產生的影響。其中,AES等對稱加密演算法需增大密鑰長度,而RSA、DSA等非對稱加密演算法將全面喪失安全性。未來,在網路空間作戰領域,量子計算技術將能夠極大地提高密碼破譯能力,從而破除網路情報作戰和網路阻癱作戰的密碼技術瓶頸,提高網路空間作戰能力。同時,源源不斷的戰場情報將會極大地改變作戰進程。

此外,部分國家採取「現在竊聽,未來解密」的方式,先將無法破譯密碼的數據進行存儲,等待未來專用的量子計算機研製成功後再進行解密。例如,美國國家安全局在猶他州建立了一個數據中心,專門用來存儲作戰對手大量的外交、軍事、政治等方面的機密數據,以待未來量子計算機研製成功後破解。其目的是通過推演對手過去的作業方式,從而推測出其如今可能的作業方式。

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提高作戰規劃能力

現代戰爭越來越注重「精算、細算」。從軍事運籌學的角度看,「精算、細算」指的是一種作戰規劃能力,包括任務規劃、資源規劃、兵力規劃、部署規劃等。作戰規劃的評價標準通常是作戰規劃的效率和效果。當前,隨著作戰體系規模的不斷升級,以及作戰指揮員「精算、細算、深算」意識的不斷深化,越來越多的實踐表明,只有在先進的理論基礎上,構建合理的模型體系、運用科學的演算法,再輔以高效的計算,才能解決作戰過程中複雜的規劃問題。

作戰規劃問題的本質是根據任務目標,依據給定的資源和約束條件,運用科學規劃的方法產生一系列的作戰行動序列,其核心要素是模型、演算法和計算能力。當前,作戰規劃面臨的問題,一是戰爭規模增大、範圍擴大、裝備複雜、行動變快增加了作戰規劃模型的複雜度,從而對演算法和計算能力提出了新的需求;二是面對作戰過程中的不確定性,作戰規劃需要站在全局的視角下,通過聯動進行實時修正。例如,在遂行武器目標分配的過程中,新增加目標或者武器被擊毀無法發揮作用時,都需要推翻正在規劃的分配方案,重新進行計算和部署。當武器和目標數量較大時,演算法和計算能力將成為作戰規劃的關鍵制約因素。

當前,量子計算技術的主要研究領域包括量子演算法、量子計算模型以及量子計算物理實現。在量子演算法領域,典型的量子演算法包括Shor因子分解演算法、Grover量子搜索演算法、量子進化演算法(Quantum Evolutionary Algorithm,QEA)等。與經典搜索演算法相比,Grover量子搜索演算法具有更加高效的搜索效率。與傳統進化演算法相比,量子進化演算法具有種群規模小且不影響演算法性能、全局搜索能力強、收斂速度快且易於與其他演算法融合等優點,能夠在較短時間內收斂於全局最優解,目前已廣泛應用於各類規劃問題。同時,量子計算物理實現領域的研究將使量子計算技術更快地走向實用。量子計算技術一旦應用於戰爭指揮決策領域,將提高大規模任務規劃、資源規劃等複雜問題的規劃效率和規劃效果,使得作戰規劃系統在充滿不確定性的戰場環境中具備快速反應能力,從而對作戰進程和體系整體作戰效能帶來深遠影響。

三、量子雷達技術對現代戰爭的影響

當前,隨著綜合電子技術的發展,隱身技術、電子干擾、反輻射導彈對基於電磁波理論的傳統雷達帶來了嚴峻挑戰。而量子雷達基於量子力學基本原理,利用了更先進的量子理論進行系統分析,對雷達中諸如接收機雜訊等概念和物理現象進行了全新的、更準確的理解,其主要依靠收發量子信號並採用單光子檢測或量子糾纏態實現目標探測,不僅具有更高的探測精度和靈敏度,同時具有更強的抗干擾和抗欺騙能力。量子雷達的工作機理和流程與經典雷達相似,雖然並沒有從本質上顛覆傳統雷達的技術框架,但卻將量子信息技術引入傳統雷達領域,解決了傳統雷達在探測成像精度等方面的技術瓶頸,從而提升了雷達綜合性能,是一種新概念雷達。

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探測隱身目標

當前,戰鬥機實現隱身的途徑主要包括兩大類,一是改變氣動外形減小RCS,或在機身上塗抹吸波材料,使得雷達接收回波減少從而探測不到目標。二是通過發送虛假信號對雷達進行欺騙,使雷達誤判從而實現隱身。在探測隱身目標時,傳統雷達通常由於接收回波減少或被欺騙,使得探測距離被大幅壓縮。

與接收電磁波的傳統雷達相比,量子雷達接收系統產生、調製、接收、檢測的對象是單個量子,因此量子雷達接收機具有極高的靈敏度,其雜訊基底比傳統雷達低若干個數量級,探測距離遠、精度高,可在高背景雜訊中識別出遠距離微小信號。此外,當戰鬥機通過更改雷達信號特徵對雷達進行欺騙時,量子雷達可以識別出欺騙行為。例如,羅徹斯特光學研究所梅胡爾.馬利克(Mehul Malik)的實驗結果表明,更改量子雷達信號特徵將破壞量子態,使得雷達接收信號的偏振態誤碼率高於25%,由此量子雷達可識別出欺騙行為,從而繼續對目標進行跟蹤。

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發揮制導武器作戰潛能

長期以來,對於中段採取指令制導或包含指令制導在內的複合制導模式的防空導彈來說,其飛行距離、打擊精度以及作戰潛能在很大程度上受到制導雷達的性能限制,尤其是低空突防目標及隱身目標更是如此。而與傳統制導雷達相比,由於量子雷達探測靈敏度和精度極大提高,因此在目標進入防空導彈殺傷區時或進入殺傷區之前,防空導彈就可以發射,從而使得防空導彈的有效交戰範圍(E3 Range)得到拓展。這不僅意味著防空導彈的作戰潛能得到充分發揮,同時意味著如果第一枚防空導彈攔截目標失敗,還有發射第二枚防空導彈的反應時間。此外,由於量子雷達的制導精度提高,防空導彈的命中率也將得到大幅提升。

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提高雷達生存能力

當前,電子偵察和電子干擾設備對傳統雷達的威脅日趨顯著。由於傳統雷達接收電磁波,因此信號較容易被電子偵察設備捕捉,從而為後續實施電子干擾和反輻射打擊奠定基礎。相比之下,量子雷達發射和接收系統的處理對象是單光子,不發送較強的電磁波或強光波,使其不易被敵方電子偵察設備發現,同時傳統的電子干擾手段也很難通過吸收、複製等方式干擾量子雷達,從而提高雷達生存能力。

四、量子技術發展現狀

目前,量子技術已成為世界各國競相投入的重要領域,部分國家將量子技術作為獲取未來戰爭主動權的戰略制高點。近幾年來,世界主要國家及軍隊紛紛出台量子技術相關的頂層戰略。2018年6月,美國眾議院科學委員會正式通過《國家量子倡議法案》,標誌著未來10年,美國聯邦政府將全力推動量子科學發展。與此同時,世界頂尖的高科技公司和著名研究機構紛紛投入巨資研發量子技術,國際競爭異常激烈。

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量子通信技術發展現狀

量子通信作為面向未來的全新通信技術,在安全性方面具有顯著優勢,已經引起世界各國的高度重視。

在光纖量子通信方面,我國已建成合肥、蕪湖、濟南等城域量子通信示範網路。2017年9月底,國家量子安全通信骨幹網「京滬幹線」正式開通,併當天就在北京節點與「墨子號」量子科學實驗衛星建立連接,實現北京到維也納之間7600km的洲際量子保密視頻通話,這是世界上第一個天地一體化的量子廣域通信網路的雛形,有望使我國金融、政務信息率先邁入絕對安全的量子保密傳輸時代。2014年,美國NASA規劃量子保密通信幹線,鋪設從洛杉磯噴氣推進實驗室(JPL)到Sunnyvale NASA Ames研究中心的光纖線路,美國知名研究機構Battelle公布了環美量子通信骨幹網路項目,計劃採用瑞士IDQ公司設備,基於分段量子密鑰分髮結合安全可信節點密碼中繼的組網方式,為谷歌、微軟、亞馬遜等互聯網巨頭的數據中心提供具備量子安全性的通信保障服務。歐洲多個國家和地區相繼建成了瑞士量子、維也納SECOQC等量子通信實驗網路,演示和驗證了城域組網、量子電話、基礎設備保密通信等應用。英國、義大利等國建立城市間及貫穿全境的量子通信實驗網路。2016年9月,俄羅斯先期研究基金會量子光學技術實驗室利用量子技術研發了非保護通道的安全密鑰部署設備,並在俄羅斯電信公司光纖通信線路上成功進行試驗。2010年,日本通過洲際合作建成了多節點城域量子通信網路。

在量子衛星建設方面,我國於2016年8月發射世界首顆量子通信實驗衛星「墨子號」,並於2017年1月正式交付使用。2015年7月,歐洲航天局(ESA)與歐洲通信衛星公司簽署價值1.8億歐元的歐洲量子衛星建造合同。2019年1月,Eutelsat Quantum衛星平台完成建造,已運至空客防務與航天公司位於法國的衛星工廠進行集成,並計劃在2019年底搭乘「阿里安」-5火箭發射;第2顆衛星計劃於2020—2021年發射,主要覆蓋亞洲地區。Eutelsat Quantum衛星通過軟體驅動,可靈活更新衛星工作頻率、帶寬、信號強度、覆蓋範圍等性能參數。2019年4月9日,歐洲航天局(ESA)和歐盟委員會共同簽署一項協議,標誌著歐洲為建立「量子互聯網」邁出了第一步。目前,雙方正在計劃建立歐洲量子通信基礎設施(QCI)。根據新簽署的技術協議,QCI的地面部分由DG Connect負責,它包含一系列的量子通信網路,連接了歐洲的關鍵基礎設施、敏感通信和數據站點。天基組件,即SAGA(安全和密碼演算法任務)由ESA負責,包含了一個覆蓋整個歐洲的量子衛星通信系統。

目前,量子通信技術在增加安全通信距離、提高安全成碼率和提高現實系統安全性等方面還面臨重大挑戰。雖然從理論上,量子通信的安全性已得到概念性證明和基於物理模型的嚴格數學證明,但實際的量子通信系統由於不能完全滿足物理模型中的假設條件從而存在被竊聽和攻擊的缺陷。量子通信技術未來一段時間的研究重點主要集中在如何突破速率、傳輸距離、抗干擾性能方面的局限,以及解決光子損耗及量子退相干等問題。

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量子計算技術發展現狀

量子計算是當前的熱門科學前沿技術,代表了量子技術的主流方向之一,尤其是在後摩爾時代的大背景下,各國政府高度重視量子計算技術的發展,並提前布局,意圖搶佔先機。Google、微軟、英特爾、東芝以及IBM等公司也投入巨資開發量子計算技術潛力,國際競爭異常激烈。近年來,IBM、Google、阿里巴巴等高科技公司不斷刷新量子比特數量,意圖爭奪量子霸權。

近年來,我國在量子計算研究方面不斷取得突破。2017年5月,中國科學院宣布在基於光和超導體系的量子計算機研究方面取得重大突破,建造了世界上第一台超越早期經典計算機的光量子計算機原型機,同時實現了10個超導量子比特處理器,打破Google公司保持的9個超導量子比特記錄。2018年2月,阿里雲聯合中科院宣布11個量子比特計算雲平台上線;2018年7月,潘建偉教授團隊全球首次實現18個光量子比特糾纏。

此外,世界主要國家紛紛從國家戰略層面重視和規劃量子計算技術的研發。2016年,我國在「十三五」國家科技創新規劃2030重大項目中部署了量子計算項目。美國已經在量子計算領域完成戰略布局,在理論研究方面推進量子信息科學的學科建設,在應用技術層面以研發高性能計算系統為牽引,重點突出量子計算硬體設備發展,目前正處在加速推進落實的過程中。2015年,美國正式啟動戰略計算倡議(NSCI),該倡議的領導機構為美國國防部、美國能源部,組織執行機構是情報高級研究計劃局(IARPA)和美國國家標準與技術研究院(NIST)。其計劃管理力度之大,在美國其他的國家級科研項目中非常罕見,而NSCI的中長期戰略布局聚焦量子計算。2018年,美國軍方將量子計算視為可能改變信息戰和太空戰的關鍵技術,並已將量子計算機和相關應用列入五角大樓必須進行的研發投資選項。

目前,量子計算機研究的瓶頸問題主要集中在硬體實現方面,例如需要提高量子系統中相干操縱的能力,實現更多量子比特的糾纏,研製新的量子演算法,增強現有量子演算法的實用性和擴展性等問題。從理論上看,量子計算是一個廣闊的研究領域,眾多問題有待解決,諸如量子軟體、量子複雜性、量子電路等相關問題極有可能在五至十年內取得重要進展,關於量子計算能力的問題則需要進行更長時間的探索研究。

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量子雷達技術發展現狀

目前,美國、加拿大、澳大利亞等國正在積極開展量子雷達研究。從2008年開始,DARPA先後提出了開展量子雷達技術研究的「量子感測器項目(Quantum Sensor Program,QSP)」等多項研究計劃,美國麻省理工學院林肯實驗室、NASA、美國海軍研究實驗室、陸軍研究實驗室、哈佛大學、馬里蘭州立大學、羅徹斯特大學、洛克希德?馬丁公司等12家機構都相繼開展了量子雷達的研究工作。其中,高校、軍隊和公司所佔比例為7?3?2,也就是以高校研究居多,說明目前量子雷達處於理論研究階段,尚未走出實驗室。軍隊和公司參與研究,則說明量子雷達必將走向實用,且距離實用化不會太遙遠。2016年,我國電科院14所成功研製單光子檢測量子雷達系統,先後完成了量子探測機理、目標散射特性以及量子探測原理的試驗驗證,在真實大氣環境下可實現百公里級的探測能力(已達到160km),探測靈敏度也得到極大提升。

目前,量子雷達技術在工程化方面仍存在諸多難題,如量子態的糾纏特性、相干性以及攜帶量子態信息載體的能量微弱性,都進一步增加了量子信息傳輸和處理的難度。此外,量子雷達性能在很大程度上受限於相關電子器件的性能。總體來看,目前量子雷達技術仍處於研究和探索階段,但從國內外的投入和關注程度來看,其實用化進程將會持續加速。

五、思考與啟示

半個多世紀以來,以電子技術為主導的信息技術,不僅改變了人類的生產和生活方式,同時改變了作戰方式和戰爭面貌。未來,量子通信、量子計算、量子雷達等技術物化為裝備並應用于軍事領域後,將促進戰爭形態的改變和戰爭理論的革新。

一是量子通信技術將顛覆技術偵察力量結構和海上作戰樣式。長期以來,技術偵察力量作為情報作戰的中堅力量,為世界各國作戰情報的獲取提供了技術支撐。未來,安全隱蔽的量子通信技術逐漸走向實用後,技術偵察力量將很難識別量子通信信道並從中獲取量子通信信號,傳統的信號偵察和分析手段將無法獲取情報數據,使得現有技術偵察力量結構或將面臨巨大調整。此外,量子通信技術通過解決水下武器裝備通信瓶頸問題,提升水下綜合作戰能力,從而極大地改變海上作戰樣式。二是量子計算技術或推動戰爭進入全面演算法戰爭時代。隨著高超聲速武器的發展,人類將進入「讀秒戰爭」時代,作戰指揮員的思維速度將無法滿足作戰實時性需求。當量子計算技術走向實用後,面對爆炸式增長的態勢感知數據,作戰指揮員或將作戰經驗、作戰籌劃思路、作戰約束條件等以演算法和程序的方式預先編入量子計算機中,依賴演算法和量子並行計算能力輔助指揮員快速決策,從而推動戰爭進入全面演算法戰爭時代。三是量子雷達技術將顛覆隱身技術和電子戰模式。上世紀70年代以來,戰鬥機隱身技術先後經歷了探索、發展、應用三個階段,由於隱身戰鬥機在多次軍事行動中取得顯著戰果,因此幾十年來,世界軍事強國紛紛投入巨資發展戰鬥機隱身技術。此外,電子戰作戰模式在現代戰爭中已被廣泛使用。然而,量子雷達一旦走向實用,將使各種戰鬥機隱身途徑失效,與此同時,針對各類雷達開發的電子戰模式同樣面臨挑戰。未來,隱身技術和電子戰模式在量子雷達面前將何去何從,同樣是作戰領域值得研究的課題。

作為顛覆未來戰爭形態的關鍵技術之一,量子技術將首先被物化為先進的科技裝備,隨後催生出新型的作戰理念和顛覆性的作戰樣式,而後再推動更加新型的顛覆性技術出現。隨著量子技術的發展和成熟,軍事領域需要用全新的視角謀劃未來戰爭的作戰理論、作戰樣式,制定先進的武器裝備發展戰略,進一步突破傳統作戰理念的局限,為形成顛覆性作戰能力奠定理論和現實基礎。

轉自丨世界科技研究與發展

作者丨唐蘇妍

研究所簡介

國際技術經濟研究所(IITE)成立於1985年11月,是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構,主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題,跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢,為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信賬號,致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。

地址:北京市海淀區小南庄20號樓A座

電話:010-82635522

微信:iite_er

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