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美海军DC研究实验室为海军开发量子技术
2022-11-30

[防务内情网20221128日报道] 随着五角大楼不断投资新技术以保持对对手的战略优势,美海军正在探索量子技术,以提供新的作战能力,包括量子传感、量子计算和网络通信。

尽管量子技术还远不成熟,但位于华盛顿特区的海军研究实验室一直肩负着加快量子研究发展的任务。美国海军研究实验室系统研究副主任杰拉尔德·博尔苏克表示,全球正处于“量子力学的第二次革命”。

博尔苏克在接受Inside Defense采访时表示,量子力学的进步将在全球范围内产生影响,并将直接应用于军事领域,特别是在传感器、安全通信、网络以及量子计算等方面。

博尔苏克称,海军研究实验室的重点是量子技术的四个主要研究领域,即量子计算、传感器、网络和导航。

量子计算是五角大楼范围内的优先事项,国防部将其视为快速防御实验储备的重点之一,该储备旨在通过投资于整个联合部队具有适用性的项目来填补能力差距。

20世纪下半叶,由量子位组成的量子计算机成功生产,影响大数的因式分解,有了这种能力,依赖于大数因式分解的加密代码就得以破解。这引起了国防部对量子计算投资的极大兴趣,并意识到除了破解代码之外,量子计算还有很多其他用途。

海军研究实验室不制造量子计算机,但它开发了可以应用于量子计算工具的新算法。

博尔苏克说,海军研究实验室的算法开发重点之一是了解腐蚀和限制腐蚀的机制。腐蚀是海军面临的一个主要问题,因为在长期部署期间,舰艇持续暴露在盐水中会不断产生锈蚀。腐蚀是一种电化学过程,它依赖于电解质中的离子扩散,因此模拟这些类型的分子相互作用的能力可以获得有关如何更好地设计和理解腐蚀机制、反应如何开始,反应如何终止以及反应是什么的新信息。

另一个重点领域是量子传感器,量子传感器已经表现出了“非常重要的能力”。

根据美国会研究服务局5月的一份报告,量子传感在传感器中使用了量子物理学原理,可以提供替代性定位和导航选项,以使服务在被GPS拒止的环境中继续运行。若要部署量子传感器,海军还需要在它们的尺寸、重量、功率和鲁棒性方面进行研究。这些挑战是海军必须要克服的,然后才能进行能力演示,例如磁力计和重力场传感器,而将其应用于战场上是一个挑战,尤其是对于鲁棒性而言。

海军研究实验室进行的实验表明,一些量子传感器有可能在不久的将来投入部署,更多细节尚未披露。

最终,量子技术可能会在五角大楼努力将所有传感器、武器和通信设备连接成称为“联合全域指挥和控制”的整个服务中发挥作用。

根据博尔苏克的说法,量子时钟(一种提供精度时间的原子钟)的进步对于联合全域战至关重要,因为计时是通信中的一个重要元素。

博尔苏克表示:“使用量子传感器、电磁传感器和其他类型的传感器来感知环境也会对这些类型的活动产生影响,因此量子信息、科学和技术也将对这些领域产生影响。”

量子技术投入部署还需要一段时间,但至少在一些方面都取得了重大进展。

海军研究实验室正在成立一个量子科学研究所,并将其研究重点放在了这一领域。(国家工业信息安全发展研究中心 赵曼仪)

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