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美國軍方投資量子技術 優化國防戰略

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa 發表於 2021年8月16日

圖、美國軍方投資量子技術 優化國防戰略
 
其實,美國軍方過去幾十年來一直在研究量子技術,並且獲得最多研發經費,最早可追溯到1950年代,應用包含遠程導航、匿跡(stealth)技術和情報。事實上,國防科學委員會(Defense Science Board;DBS)已採納量子技術,由科學顧問組成為新武器和技術的科學研究提供建議。
 
除了國防科學委員會外,政府也通過多項立法推動軍方量子研究。例如, 2019年國防授權法案(National Defense Authorization Act)第234條指示國防部長透過國防部研究和工程次長(Under-Secretary of Defense for Research and Engineering)與私營部門和其他政府團體合作,建立量子技術研究和開發計畫。2020年授權法案第220條要求國防部制定使用量子技術的道德準則,並對量子人才進行規劃,以及減少任何可能因使用量子技術而產生的網路安全風險。

國防科學委員會將量子技術三項具體應用於軍事方面:量子感測、量子運算和量子通訊。
 
量子感測與匿蹤技術
 
量子感測可用於偏遠的地區使用GPS和其他導航工具,也可用於檢測電磁輻射,增強軍隊的電子作戰(Electronic warfare)能力。根據美國海軍研究所(US Naval Institute)量子感測可以提升潛水艇探測技術,特別是隱形潛艇和其探測物體的能力,將高於過去的雷達技術。2018年,中國電子科技集團(China Electronics Technology Group)公佈了原型裝置,據說可以探測到飛行中的隱形飛機。
 
國防科技大廠洛克希德馬丁(Lockheed Martin)提議使用量子羅盤(Quantum Compass),改善導航能力,供美國海軍使用。這種量子羅盤由具「氮-空缺中心」(Nitrogen-vacancy center) 原子缺陷的微型合成鑽石製成,當雷射照射時,發出的光強度將根據周圍的磁場而變化。利用地球的磁場,這種光的變化可以用來提升導航能力,特別是在極其偏遠的地方。
 
量子運算與武器

美國軍方也在研究利用量子電腦及演算法以精進軍事武器完全自動化,以閃電般的速度解出極其困難的數學和運算問題。量子電腦還能有效運行模擬。軍方可以利用這些模擬來演練軍事部署、可能的戰略和其他情況,以制定更好的戰略。
 
量子通訊與資料加密
 
量子通訊是對軍事應用最重要的部分,尤其著重於加密。其中,量子金鑰分配(Quantum Key Distribution;QKD),其工作原理是兩個人共用一個加密金鑰,他們都可以使用金鑰來解鎖資料。加密技術可以保護軍事資料和戰略,避免資料外洩,還可以確定是否有人試圖入侵加密資料。
 
由中國發射了全球第一顆量子衛星墨子號(Micius),已經能夠使用量子金鑰分配技術來加密敏感資訊,包括北京和維也納之間的視訊會議。目前美國還沒有公開是否會發射自己的量子衛星,不過在2021年6月,美國宣佈與英國、日本、加拿大、義大利、比利時和奧地利聯手開發衛星量子加密網絡。美國軍方將繼續利用量子技術來增強優勢。只要量子物理學不斷進步,軍方就會緊隨其後,想出不同的潛在應用。(1100字;圖1)
 
 
參考資料:
Quantum Warfare. The Quantum Daily, 2021/8/7.
美英日等七國聯手開發衛星量子加密網絡。科技產業資訊室(iKnow),2021/6/23。


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