量子技术被觉得是“21世纪改变世界的技术之一”,在加密通讯、超高速运算、信息网路、定位导航等领域有着宽广的应用前景,将对未来战役型态和作战模式形成重要影响。
两方向取得较大进展
在量子技术领域,量子通讯和量子估算是现在取得较大进展的两个方向,都运用了量子纠缠效应增强信息服务品质。
20世纪80年代量子信息科学,英国地理学家艾伦·艾斯派克特和他的小组成功完成一项试验,否认了微观粒子之间存在一种被叫做“量子纠缠”的关系。在量子纠缠理论基础上,1993年日本科学家贝内特提出量子通讯的概念。此后,6位来自不同国籍的科学家基于量子纠缠理论,提出量子隐型传送方案。从此,量子通讯技术得以发展。2006年,加拿大洛斯·阿拉莫斯国家试验室、中国科学技术学院潘建伟团队、欧洲斯特拉斯堡学院-维也纳学院联合研究小组均在远距离量子通讯研究上取得重大突破,开启量子通讯应用房门。量子通讯是借助量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通讯方法,其保密性小于传统通讯手段。
量子估算的概念最早由法国阿岗国家试验室于20世纪80年代初提出。量子估算遵从量子电学规律,借助量子叠加和纠缠等地理特征,以微观粒子构成的量子比特为基本单元,通过量子态的受控演变实现估算处理。与传统计算机相比,量子计算机能实现算力呈指数级规模拓展和爆发式下降,所以传统计算机需100年估算的问题,量子计算机仅需数秒即可完成。2019年10月台湾微软公司声称,该公司领衔的团队成功利用一个包含53个有效量子比特的处理器,在短时间内完成现在最强的传统计算机1万年才会完成的估算任务。
军事领域利用优势显著
借助保密性强、数据处理速率快等优点,量子技术在军事领域将发挥重要作用,造成各国关注。
加强军事网路信息保密性。作为军事保密通讯领域的“明日之星”,量子估算和量子秘钥在近期几年得到快速发展。量子秘钥可以建立复杂的密码系统,并可以在第一时间发觉密码被泄露,以便有效抵御针对密码系统的防御,具备较高的安全性。2003年10月日军开始运行试验性量子秘钥分发网路。另外量子信息科学,白宫和五角大厦已安装使用量子通讯系统。
增加军事导航定位精度。量子定位技术是近些年来新兴的导航定位技术。客机、战车、舰艇等装备平台在量子加快器和量子陀螺仪的辅助下,可充分发挥量子导航设备精度高、重量轻的优势。另外,使用量子导航系统,装备平台无需定期通过导航卫星校准位置。2016年日本皇家空军在检测导弹的量子导航系统精度时发觉,其在24小时内的定位偏差仅1米。
实现海量情报高效处理。量子成像技术可广泛应适于军事情报侦查领域。诸如在遥感侦测领域,利用量子成像技术可同时对多个目标进行侦测辨识,具备成像速率快、抗干扰、反幅射等优势。另外,还可对动态目标进行准确跟踪监视。现在,世界已有10多个试验室举行量子成像理论与技术研究。
增强战场数据运用率。量子技术为处理战场大数据提供新办法。量子估算具备并行运算优势,可实现对战场海量数据的迅速凝聚与剖析估算,促使战场物联网和各种信息终端即时高效连结,实现战场智能化、网络化升级。(谢瑞鹍石万林)