量子技術(shù)在軍事領(lǐng)域有哪些潛力和價(jià)值？

美國防新聞網(wǎng)站1月20日發(fā)文稱，五角大樓應(yīng)該盡快在量子計(jì)算上采取行動(dòng)，否則就會(huì)被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手超越。文章認(rèn)為，隨著量子計(jì)算機(jī)不斷發(fā)展，其對(duì)國防部的網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成了重大威脅。

美國五角大樓前首席數(shù)據(jù)官大衛(wèi)·斯皮克(David Spirk)在去年 3 月離職時(shí)發(fā)出了警告：“沒有足夠多的高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人了解量子的（網(wǎng)絡(luò)安全）影響……我認(rèn)為這是一波新的計(jì)算機(jī)浪潮，當(dāng)它到來時(shí)，對(duì)行業(yè)和政府來說都將是一個(gè)非常令人震驚的時(shí)刻?！?/p>

量子技術(shù)在軍事領(lǐng)域有哪些潛力和價(jià)值？又緣何引起美國的戰(zhàn)略焦慮？搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)將引起什么樣的后果？

01量子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的快速發(fā)展

近年來，隨著量子技術(shù)的快速發(fā)展和研究熱度不斷提升，其已逐步應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。世界軍事大國都不斷加大投入，積極推動(dòng)該技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。資料顯示，量子技術(shù)是一個(gè)基于量子力學(xué)特性的新興物理學(xué)和工程領(lǐng)域，尤其是量子糾纏、量子疊加和量子隧道效應(yīng)等特性，可應(yīng)用于各量子系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。同時(shí)量子技術(shù)又是和其他學(xué)科交叉產(chǎn)生的新興學(xué)科，涉及計(jì)算、信息、導(dǎo)航、能源等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。量子技術(shù)被認(rèn)為是有潛力改變戰(zhàn)爭(zhēng)行為和戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)果的顛覆性技術(shù)。

最新的研究成果表明，量子技術(shù)可能顯著影響人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是對(duì)軍事領(lǐng)域影響深遠(yuǎn)。其應(yīng)用范圍主要包括量子網(wǎng)絡(luò)安全、量子通信網(wǎng)絡(luò)、量子電子戰(zhàn)、量子PNT以及量子計(jì)算等方面。其中，量子計(jì)算機(jī)能夠比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更快地處理信息，這使得其能夠破解當(dāng)今保護(hù)信息所依賴的安全加密算法，對(duì)手可輕易獲得敏感的軍事情報(bào)，破壞通信網(wǎng)絡(luò)，甚至使軍事系統(tǒng)癱瘓。這也是量子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的巨大潛力和價(jià)值。

02量子技術(shù)逐漸成熟

美國國家安全局高層及許多專家認(rèn)為，量子計(jì)算的軍事應(yīng)用可能不到10年就能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)認(rèn)為：

2.1量子威脅正在加速逼近

2021 年底，美國國家安全局網(wǎng)絡(luò)安全局局長表示，開發(fā)下一代密碼系統(tǒng)以保護(hù)武器系統(tǒng)免受外國對(duì)手攻擊是當(dāng)務(wù)之急。在當(dāng)年發(fā)布的一份情況說明書中，美國國家安全局表示，“對(duì)手使用量子計(jì)算機(jī)可能對(duì)國家安全系統(tǒng)造成毀滅性影響?！?/p>

2.2把其他國家量子技術(shù)進(jìn)步視為迫在眉睫的威脅

2022年，美國五角大樓發(fā)布報(bào)告認(rèn)為，某些國家最近設(shè)計(jì)并制造的量子計(jì)算機(jī)，能夠在特定問題上勝過傳統(tǒng)的高性能計(jì)算機(jī)。這也是美國國防先進(jìn)研究項(xiàng)目局（DARPA）為什么公布了用于實(shí)用規(guī)模量子計(jì)算的未開發(fā)系統(tǒng)（US2QC）計(jì)劃，該計(jì)劃旨在探索可能被忽視的方法，通過這些方法，量子計(jì)算機(jī)能夠以比當(dāng)前預(yù)測(cè)更快的速度達(dá)到實(shí)際利用水平。

2.3通過立法加強(qiáng)量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全

白宮最近簽署了《量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全防范法案》，為量子技術(shù)專門立法表明美國對(duì)該技術(shù)的重視程度。該法案解決了行政機(jī)構(gòu)的信息技術(shù)系統(tǒng)向后量子加密（PQC）的遷移，這種加密由于有先進(jìn)的算法支撐而免受量子計(jì)算機(jī)的攻擊。

2.4留給國防部的時(shí)間不多了

美媒認(rèn)為，加密是保護(hù)敏感軍事信息的重要工具，如果量子計(jì)算機(jī)能夠破解當(dāng)前的加密算法，可能會(huì)危及機(jī)密文件、戰(zhàn)略計(jì)劃甚至通信網(wǎng)絡(luò)的安全。也會(huì)給對(duì)手在軍事沖突中帶來優(yōu)勢(shì)，并使美國軍事人員處于危險(xiǎn)之中。

量子計(jì)算機(jī)還能夠以比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快得多的速度執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算，這使量子計(jì)算機(jī)能夠破壞或操縱軍事系統(tǒng)。也可能會(huì)破壞通信網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航系統(tǒng)甚至武器系統(tǒng)，從而導(dǎo)致潛在的人員傷亡和軍事資產(chǎn)損壞。

美媒報(bào)道，某大國一份新的研究論文聲稱研究出一種具有驚人力量的量子動(dòng)力密碼破解器。對(duì)此，一位量子技術(shù)專家說，“如果這是真的，那將是災(zāi)難的?！币虼?，國防部需要認(rèn)真對(duì)待量子計(jì)算機(jī)的威脅，因?yàn)樗鼈冇锌赡軐?duì)國家安全產(chǎn)生重大影響。

03搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)

美國戰(zhàn)略焦慮的深層原因還是源自于對(duì)其他大國技術(shù)進(jìn)步的恐懼。例如，中國早在2016年就發(fā)射了全球首顆量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”，目前已經(jīng)建成4600公里的天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)。無中繼光纖量子密鑰分發(fā)距離達(dá)到830公里，刷新世界紀(jì)錄；2021年，66量子比特“祖沖之二號(hào)”實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”。

某些大國在量子技術(shù)方面的突破與進(jìn)步，的確讓美國有了一種危機(jī)感。但這些技術(shù)進(jìn)步完全是為了和平目的，而并非是安全威脅。美國之所以有危機(jī)感，是因?yàn)樵谙冗M(jìn)技術(shù)領(lǐng)域很少有國家能超過美國，如今這一切正在改變。美國也不得不承認(rèn)這一現(xiàn)實(shí)。Inside Quantum Technology的創(chuàng)始人兼總裁勞倫斯·加斯曼說，雖然有些國家在量子科學(xué)和量子計(jì)算機(jī)科學(xué)的某些方面處于領(lǐng)先地位，建造了世界上“最快”的量子計(jì)算機(jī)，但美國在許多其他方面仍然處于領(lǐng)先地位。

目前，美國正在致力于搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)。2022年年 7 月，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院宣布了其標(biāo)準(zhǔn)化后量子密碼算法的一個(gè)重要里程碑。美媒認(rèn)為，新的標(biāo)準(zhǔn)草案有望推動(dòng)制定具體過渡路線圖。加密標(biāo)準(zhǔn)正在經(jīng)歷幾十年來最大的變化，后量子密碼學(xué)將很快成為所有希望與美國政府合作的企業(yè)所必需的。除此之外，增加投入將為美國搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)提供重要支撐。多達(dá) 30 億美元的聯(lián)邦量子項(xiàng)目正在運(yùn)行或計(jì)劃中，其中包括 12 億美元的國家量子計(jì)劃。

毫無疑問，量子技術(shù)的快速發(fā)展將引起全球技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，美國為了維護(hù)其技術(shù)地位，必將采取多種措施和手段打壓對(duì)手，并盡一切可能搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)，從而導(dǎo)致以量子技術(shù)為代表的顛覆性技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

04結(jié)語

量子技術(shù)的快速發(fā)展和技術(shù)的成熟，加速了量子技術(shù)向軍事領(lǐng)域應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。其作為顛覆性技術(shù)并在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，將改變未來戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)果，這也是軍事大國重點(diǎn)發(fā)展量子技術(shù)的一個(gè)重要原因。

盡管美國在量子技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，但很多國家量子技術(shù)的快速發(fā)展和后來者居上，讓美國深感戰(zhàn)略焦慮。由于量子計(jì)算機(jī)可以破解當(dāng)今的加密技術(shù)，尤其是機(jī)密軍事信息也可以很容易地被解密，如果仍采用傳統(tǒng)的方式加密，可能會(huì)帶來國家安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，美國加大投入，意欲搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)，以維護(hù)其技術(shù)地位，這將導(dǎo)致新技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

編輯：黃飛