【战略技术】美国量子计算技术发展及对策研究（之三）——量子计算技术可能产生的影响
关于量子计算技术将产生的冲击，美国官方文件给的答案是“无法预知”。 在这种极其开放的措词背后存在三层解读：首先，可以确信的是量子计算技术的影响不仅会局限在科技领域，而且无疑将极大促进政治、经济、社会、军事等所有其他领域的发展，由此造成的一系列连锁反应是否会达到工业革命式的规模和程度，实在让人难以准确预测；其次，美国如果能够首先获取并在一段时间内单独保持这种能力，其所形成的优势对于保持美国的国际霸权地位所产生的巨大作用难以估量；最后，作为计算机和互联网技术的策源地，美国如果在量子计算研究竞争中落于人后，或者仅仅是不能率先实现从理论到应用技术的突破，其所产生的负面效应不但让美国决策者无法相像，可能更让其不敢相像。
计算能力是信息时代的基本生产力，不仅是国家实力的重要标志，更在国家实力竞争中发挥着关键作用。所谓计算，根本上说就是处理能力，在世界范围内信息传播速度基本一致的情况下，谁掌握更强的信息处理能力，谁就占据了信息竞争的高地，并能居高临下投射影响力。上世纪中后期，计算机和网络技术先后在美国发展壮大起来，并在向世界扩展的过程中加速了全球化进程。基于其掌握的大量核心技术，美国也在不断攫取和积累国家政治影响力，高性能计算能力甚至能够还直接影响国家重大决策。例如，通过上世纪90年代的“加速战略计算计划”，美国已经掌握了足以进行核爆炸模拟的计算能力，克林顿总统才会在联合国推动并签署《全面禁止核实验条约》，如果对于国内高性能计算能力没有信心，美国在这个问题上可能会采取不同的态度。正是深知高性能计算能力能够形成的政治影响力，美国决心在下一次技术跃升中夺取优势，从而继续巩固和加强其全球的领导力。
作为经典计算机的颠覆者，量子计算机可能会像经典计算机一样形成完整的产业链条，从而在国家经济体系中构成新的重要领域。围绕研制通用型量子计算机的中心目标，量子计算技术的发展还会带动量子导航、量子精密测量、量子通信以及相关软件技术产业的繁荣。以量子计算为核心的量子信息科学是一种基础学科，构成了解决其他复杂问题的基础能力，如果量子计算机技术得到突破，其他诸如基因测序、新材料开发、药物研制、代码检验、加密解密等需要大量计算工作才能完成的研究都会取得突破，从而为提高国家整体经济竞争力创造条件。
量子物理与计算科学第一次大规模结合的直接原因就是研制核心武器的需求。在计算技术此后的发展中，军事应用价值始终是其重要推动力之一，甚至互联网技术的诞生最初都是为了在计算弹道的大型计算机之间传输数据。毫无疑问，未来量子计算机的最大用户依然将是具有军事背景的组织或企业。除了通过建模和模拟功能确保核武器安全可靠性、加速高科技武器研发、解决新材料问题，量子计算能力与人工智能、大数据分析等技术结合，还将在战场计划、组织决策、后勤保障等方面发挥巨大作用，甚至有可能改变未来战争的形态。
量子计算技术发展最意想不到的后果就是对网络安全构成挑战。目前世界上大量使用的公钥加密算法几乎都会被量子计算机轻易破解。而且，量子计算对于信息安全的威胁还具有前溯性，如果现在的通信网络流量遭到窃听并被存储下来，未来潜在的对手利用量子计算能力，就能对这些通常加密的信息进行破解，从而在多年以后将威胁范围追溯到当前。2012年，《连线》杂志披露美国国家安全局正在犹他州新建一座数据中心，称其存储规模可以达到惊人的“尧字节”。据思科公司估计，全球互联网的流量在2010年到2015年将翻四倍，即便如此，每年的流量也不过1000艾字节（不到“尧字节”的1‰）。 换言之，如果该报道的内容属实，国家安全局完全可以互联网自诞生以来产生的所有流量全部保存下来，作为一种战略资源，供其在掌握量子计算能力后进行情报开发。因此，虽然量子计算机的出现可能还需要数十年，但这种能力本身已经具有了现实性威胁。
正如内燃机必然取代蒸汽机，第二次工业革命在产业革命的基础上接踵而至。计算能力是信息时代的动力。信息时代即将发生新的根本性变化。即将进入新的历史阶段，在历史即将发生转折的弯道上实现超车。
（一）制定以量子计算技术为核心的量子信息科学发展战略；
（二）超前展开抗量子密码研究；
（三）引入私营企业和资本进入量子计算研究领域；
（四）合理统筹资源，积极鼓励竞争；
（五）加强数学、物理、计算机等理工基础学科建设，形成合理人才队伍结构。
作者：知远战略与防务研究所网络力量研究中心
助理研究员 武获山
本文转载自“知远战略与防务研究所”微信公众号
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