光子盒研究院出品 一周前，中美爆发了持续不断的“间谍气球”纷争。 中美双方对这一事件的解释不一：中方表示这只是民用性质的飞艇，用于气象等科研；此次只是出于西风等影响误入美国领空。美国国防部长Lloyd Austin则在声明中指出，这只气球“试图监视美国大陆的战略目标(attempt to surveil strategic sites in the continental United States)”。 此次“流浪气球”事件爆发后，《福布斯(Forbes)》指出，新一轮的国际竞争不会是这类简单的形式，而将会是量子技术领域的科技之战。
量子技术将带来安全隐患 五角大楼多年来一直在探索利用量子物理学发动战争的新方法，无论是开发更强大的计算机、支持全球定位系统、加强通信安全还是监视手段，都可以更好地探测水下潜艇和地下掩体。 福布斯表示，这些发展都非常紧迫：中国也在为进一步提高这些能力大量投资。 以GPS为例。如果美国和中国之间发生武装冲突，任何一方的首要目标之一将是另一个国家的全球定位系统。想象一下，如果没有它，地面和空中的将会混乱成什么样。 研究人员正在开发量子增强的导航系统，可以使船舶和飞机在GPS中断的情况下保持工作状态，并引导导弹更精确地到达目标。其中一部分涉及制造更精确的原子钟，因为GPS的核心是一个计时系统：用来计算卫星和地面接收机之间的时间差。美国空军研究实验室的副主任Michael Haiduk表示，这项技术将在五年内准备就绪。 物理学家兼Inflection公司副总裁William Clark说：“它将以相当显著的方式改变世界，而且不用等很久。”在与中国的技术竞赛中，五角大楼已经增加了一些领域的研发支出，包括量子科学。政府机构在2022财年有9.18亿美元用于量子研发，高于2019年的4.49亿美元，其中空军研究实验室、国防高级研究计划局和海军研究办公室是最大的资助者。这些技术也得到了越来越多的风险资本的支持：根据PitchBook的数据，美国的量子初创企业在2022年筹集了8.7亿美元的资金：比2020年几乎翻了一番。 大部分的经历都用于开发量子计算机。经典计算是基于1或0的比特，而量子计算使用“量子比特”这些亚原子粒子，由于量子叠加现象，量子比特可以同时为|1⟩和为|0⟩，或者在两者之间，这可以使它们被用来快速解决当前机器无法解决的复杂问题。 有用的量子计算机可能还需要十年或更长时间，但控制单个原子和光子的一些基础研究即将用于建造更精确的传感器，包括那些跟踪运动的传感器：如加速度计和陀螺仪，以及检测引力和磁场微小变化的仪器。 中国在量子磁力测量方面取得的突破助长了人们的猜测：中国可能将能够部署一个空中仪器网络，从数英里外探测水下潜艇。虽然许多专家仍然保持怀疑态度，但从长远来看，量子重力仪和磁力计将能够更准确地绘制地下特征，如石油和矿藏、水位、隧道等。 量子技术的国际商业竞争 1）网络安全 其他国家在量子计算方面取得突破的威胁已经对网络安全产生了影响。 美国国家安全的内部人士表示，中国和其他敌对国家正在收集美国的加密通信和其他敏感数据，并将其储存起来，直到有一天量子计算机强大到可以破解已有加密系统。 去年，拜登政府和国会采取措施，将政府机构过渡到新的“抗量子”加密方法——这些方法被认为不受量子计算机影响。 中国正在对量子密码被破解的威胁采取不同的、更昂贵的策略。目前，中国已经开发了连接主要城市的数千英里的光缆网络，通过光子传递随机量子密钥，以确保通信安全。由于量子力学的性质，人们认为任何试图监视这种网络的行为都会改变光子、引起用户注意。中国也是第一个通过卫星演示量子密钥分发的国家。 兰德公司去年的一项研究认为，凭借这些努力，中国在量子通信方面已经超过了美国。兰德公司写道，虽然美国在量子计算方面处于领先地位，但目前还不清楚两者在量子传感领域具体孰优孰劣。 2）实现更精确的时间、重力测量 目前这一代的卫星GPS只能估计到三米以内的位置，量子物理学将允许其表现出更高的精度。 在实验室里，科学家们已经开发出了更精确的、基于光学激光的、房间大小的原子钟，它们在数十亿年间仅存在一秒的差异。Vector Atomic是为数不多的致力于开发更小、更坚固的日常手表的公司之一，并致力于以实验室的尖端性能换取可靠性和实用性。 在去年夏天的环太平洋国家（multinational Rim of the Pacific, RIMPAC）海军演习中，Vector Atomic公司表示，它展示了舰载光学时钟。这种改进可以有很多好处。通过减少从地面对卫星时钟的更新频率，GPS将保持高准确率。与低地轨道卫星搭配，将使GPS信号更接近，这种更精确的计时将使精确度提高到厘米以内。例如，这将意味着GPS可以使无人驾驶汽车保持在其车道上。