量子計算：未來戰爭“顛覆者”

隨著量子資訊科技越來越廣泛地應用於軍事領域，掌握了量子技術的軍隊，可在戰爭爆發時巧用技術代差“致盲”對手，達到出奇制勝的戰略目的。

1月18日，世界上第一顆空間量子科學實驗衛星墨子號完成在軌測試任務，正式交付使用者單位使用。不久前，英國薩塞克斯大學聲稱設計了一份大型量子計算機的技術藍圖……作為人類未來的“最強大腦”，量子學科不同於人們熟知的經典物理學，以量子力學為理論基礎發展而來的量子資訊科技，將在資訊計算、密碼安全、高速通訊、生物醫學、氣象模擬和智慧感測等領域發揮重要作用。

電子計算迎來“新浪潮”

自1946年世界上第一臺計算機誕生以來，人類戰爭形態迅速實現了由機械化戰爭向資訊化戰爭轉變。但隨著電子資訊科技的進一步發展，摩爾定律提出的“每18個月計算能力翻倍”將在未來20年之內達到極限，電子計算的瓶頸愈發凸顯。為避免電子計算髮展能力“枯竭”，世界各軍事大國都相繼開展新一代計算技術的探索工作，其中最為耀眼的“明珠”當屬量子計算。

量子計算的儲存能力驚人，一枚由250個原子構成的量子儲存器，可儲存的資料量將達到2的250次方，其數量比宇宙中已知的全部原子數目還要多。最新一代量子計算機可以使用1000個量子位元位，相當於是“1000進位制”的計算機。

美國國防部高階研究計劃局專門制定了“量子資訊科學和技術發展規劃”和研發量子晶片的“微型曼哈頓”計劃，加速推進量子資訊科技的實際應用。此外，法、德、日、瑞典等國軍隊也相繼制定並實施了一系列發展量子資訊科技的計劃。我國科學家在世界上首次實現的對光晶格中超冷原子自旋位元糾纏態的操縱，向基於超冷原子的可擴充套件量子計算邁出了重要一步。

量子加密解密“有絕招”

密碼是確保資訊保安的重要手段，更是各國政府和軍隊資訊對抗的焦點。現代密碼學使用的加密演算法，通過金鑰來改變和偽裝資訊資料並進行還原。然而，傳統加密演算法都是可以破解的，即使是再複雜的金鑰也可以利用高速計算機找到答案。這種加密演算法已成為高懸在資訊保安上方的“達摩克利斯之劍”，時刻威脅著國防、金融等領域安全。

理論上，使用量子金鑰加密的通訊系統不可能出現盜聽現象，因為量子通訊提供了一種不可截獲和破譯的絕對安全新型密碼體制。量子保密通訊利用量子疊加原理，將量子的多個分身作為安全通訊的金鑰，一旦該金鑰被竊聽或測量，量子的其他分身態會隨即消失。竊聽者的存在會引入額外誤碼，資訊傳送方和接收方都可以迅速測量到這一變化，從而中斷該次金鑰傳輸，有效抵抗針對密碼系統的擷取重發攻擊，具有極高的密碼安全性。

量子計算不僅可以確保自身通訊安全，更可用來輕鬆破解現有密碼體系。計算機技術的快速發展，使得密碼破譯的難度逐漸降低，尤其是利用了並行性原理的量子計算，可快速破譯以因式分解演算法為基礎的密碼體系。據估算，採用了“量子搜尋演算法”的量子計算機，破解密碼時間僅僅只有不到4分鐘，而電子計算機則需要1000年。

駛入戰場資訊“高速路”

作為量子計算又一重要應用領域，量子通訊是將量子位元用作資訊傳輸載體的新型通訊技術，具有資訊儲存容量大、安全性高、傳輸速度快等突出特點。可充分滿足未來一體化聯合作戰需求，實現各戰場空間和軍兵種高效互聯互通，將在戰場安全金鑰、資料加密、資訊隱藏和身份認證等領域得到廣泛應用。

與傳統通訊技術相比，量子通訊與傳播介質無關，可在諸如深海等特殊環境下實現遠距離通訊。更為重要的是，量子通訊通道容量大、通訊速率高、隱態傳輸安全性好，可充分滿足戰場條件下對保密通訊的迫切需求，將直接駛入戰場資訊“高速路”。

當前，軍用量子通訊系統已經初現端倪。通過與地面的光纖量子通訊網路協同工作，多顆組網量子通訊衛星將構建空間廣域量子保密通訊網路。未來，量子通訊技術將構建跨區域範圍甚至是全球範圍的量子通訊網路系統，並具有極高的通訊安全保障。

構建智慧作戰“大舞臺”

隨著世界新軍事革命的蓬勃發展，軍事物聯網和各類資訊終端將成為資訊化軍隊作戰和指揮神經中樞。同時，戰場偵察、指揮協同、目標預警、裝備操控和後勤保障都離不開戰場智慧系統的有效支援。由量子糾纏和疊加特性發展而來的量子雷達、量子感測等全新技術，將有助於實現全天候、反隱身和抗干擾作戰，構建起未來智慧作戰“大舞臺”。

在微觀世界中，有共同來源的兩個微粒之間也存在著相互糾纏的關係。利用量子糾纏理論，量子雷達可將量子資訊調製到雷達訊號中，靈敏度遠高於傳統雷達，是未來戰場洞察各類隱形目標的“順風耳”。利用量子光場實現高解析度成像的量子成像技術，可在沒有目標的光路上得到探測目標的影像，在戰場上具有巨大的應用前景。作為感知戰場環境的新型“聽診器”，量子訊號對環境變化具有極高的敏感性，利用該技術發展的量子感測為提高測量精度提供了新的應用方案。

此外，由於量子技術強大的計算能力，將在戰場人工智慧、軍事網路大資料、戰場氣象預報和智慧作戰裝備學習中發揮重要作用，是當之無愧的未來戰爭“顛覆者”。可以說，只有正確面對量子技術帶來的機遇與挑戰，牢牢抓住下一代戰爭的變革主因素，才能在未來戰爭中佔據先機和主動。

原文釋出時間為：2017-02-24
本文作者：解放軍報融媒體
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