其他
空军研究所警告：“美国国防需重塑量子军事战略”！
论文介绍中指出：“量子信息科学与技术（QIST）正成为国防创新的核心焦点。然而，在国防界，真正理解如何将这些先进技术转化为实际的作战能力所需条件的人寥寥无几。虽然美国政策制定者在讨论量子信息科学技术的优势时，常常聚焦于量子计算，但其他量子应用的快速发展有望在未来五年内填补已知的国防漏洞和能力差距，例如在计时、导航、传感和无线电频率接收等领域。鉴于许多应用是专门针对国防设计的，国防部需要制定一个远超研发阶段的全面投资战略。”
这一系列报告旨在揭示量子技术背后的科学原理，阐释在该领域保持领先地位对作战人员的重要性，并为美国国防领导层提出实现量子优势所需采取的下一步策略建议。
量子计算利用了亚原子粒子的奇异行为，提供了一种全新且更高效的计算方式，这可能包括破解曾被认为坚不可摧的密码系统。
然而，量子科学远不止这些。尽管其它应用相比之下宣传较少且资金投入有限，但它们在多个方面能极大地助力军事力量。
例如，量子技术能够用于探测敌方潜艇或恐怖分子的隧道，引导导航系统在全球定位系统遭干扰或失效时仍能正常工作，甚至在信号弱和干扰强的情况下探测重要的无线电传输。
目前的挑战在于，如何将这些前景光明的研究项目转化为坚固耐用的实际作战系统，将手工制作的原型产品转化为可以大规模生产的设备。
空军协会旗下的智囊团体米切尔研究所的一份最新报告指出，国防部目前的策略尚未能有效弥合这一差距。
报告警告称，如果不能解决这一问题，可能会错失将这些尖端科技转化为实际作战优势的机会。
报告的主要撰写者、前战斗机飞行员和国家安全分析师希瑟·彭尼指出，五角大楼通常获取私营部门创新成果的方式与发展量子传感、导航和通信技术的途径之间存在根本性的不匹配。
彭尼强调：“国防部必须在这一领域承担起更多责任，因为他们不能将量子产业基地视为一般的产业基地。事实上，这个领域通常由小型初创企业主导，这些企业往往源自大学……”
为了支持这种分散和民间驱动的创新，五角大楼建立了多个外联办公室，如国防创新单位、空军的AFWERX和SPACEWERX等。
但彭尼指出，这些机构提供的资金相对较少，通常是通过小企业创新研究计划提供的，并且它们希望民用市场能推动大部分需求，而军事方面的衍生产品则依赖于私人投资。
彭尼补充道：“这些技术需要一个商业市场来发展，而且必须是可供双重用途的技术。”
然而，随着全球定位系统（GPS）的普及和5G网络的推广，以及公众对国际环境可能的干扰担忧，对基于量子技术的导航和通信替代技术的商业兴趣并不大。
同时，尽管量子传感技术在石油和天然气勘探等利基市场确实有民用应用，但其性能标准与军事要求差距甚远。
彭尼指出，如果没有数十亿美元的民用投资流入量子计算领域，DIU、AFWERX等组织就无法提供足够的资金来推动量子传感、导航和通信技术的实验室研究向实战应用转变。
“目前，许多量子硬件基本上都是手工制作的。在我参观过的一家所谓的‘工厂’里，只有大约六个工位的人在进行非常精细的手工操作。这样的规模是无法扩大的。”
她强调，量子技术的制造过程不同于编写软件（需要技术熟练的人才和强大的计算能力），而更像是制造半导体芯片。
制造商不仅需要技术熟练的工人和功能强大的计算机，就像软件行业一样，他们还需要专门的工具和大型设施，而这些设施的建造成本可能高达数十亿美元。
——这构成了一个巨大的进入门槛。
彭尼指出，情况并不乐观。事实上，她的研究只找到了一个成功案例，即量子技术在实际作战系统中得到实地测试。
那是2023年麻省理工学院、空军研究实验室和空中机动司令部之间的一项合作，名为“磁导航”（MAGNAV）。
MAGNAV原则上证明，量子传感器可以捕捉地球磁场的细微变化——利用人工智能算法排除周围飞机系统的干扰，并计算出飞机的位置，而无需依赖GPS。
“他们能够在一平方公里内准确定位，考虑到这是第一次尝试，这是非常了不起的成就。” 彭尼说。
彭尼说，MAGNAV 是其他量子项目效仿的榜样，不仅在空军，而且在各军种和盟国，如澳大利亚-英国-美国（AUKUS）三国。但这些项目还需要更进一步，从小规模实验到全面采购计划。
她认为，MAGNAV是其他量子项目可以效仿的榜样，不仅在空军，而且在各军种和盟友国家，如澳大利亚、英国和美国（AUKUS）之间。
但这些项目需要进一步发展，从小规模试验走向全面采购计划。
彭尼强调，推进量子技术的挑战并不仅限于资金问题，尽管资金是至关重要的一环。
更关键的是，需要机构支持和符合严格技术标准的解决方案，这些解决方案必须能在特定的真实世界条件下运行，并在特定的军事平台上（如飞机、舰船、坦克等）有效发挥作用。
彭尼指出：“在决定主机平台和具体要求之前，你不会知道还有哪些未知因素。而这些官方的、有约束力的要求通常只有在技术从研究阶段转入采购阶段时才会出现。”
当被问及国防部应从哪个项目着手时，彭尼回答道：“能给我三个选择吗？我想要三个。”
“实际上，在任何领域启动项目都将推动整个行业的进步，但我会特别关注定时系统、量子惯性传感器和射频接收器。”
她提到，其中一项计划是跟进MAGNAV项目，利用量子磁力计指导新一代惯性导航系统，以在没有全球定位系统的情况下实现更精确的导航。
另一个计划将利用量子钟，它能比传统原子钟更精确地保持时间，可广泛应用于需要精确计时的场合，如导航、通信网络和电子战。
还有一种方法是利用激发到里德堡状态的高能量原子，作为超灵敏无线电接收器使用（里德堡原子也可能用于量子计算）。
彭尼强调：“国防部需要通过实质性的项目来发展其量子工业基础，这一点无论怎样强调都不为过。”