【科技】量子计算：引领智能作战模式新变革

　　5月3日，我国科研团队宣布成功构建光量子计算机，首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。专家指出，虽然目前的量子计算还只能用于特定领域，但未来必然会在信息计算、密码安全、高速通信和智能传感等领域发挥重要作用，一旦量子计算用于军事领域，有望成为信息化战场和智能作战的“颠覆者”。

图为中国科研人员检查光量子计算机的运行情况

高速计算“新浪潮”

　　自1946年第一台计算机诞生后，人类战争形态迅速实现了由机械化战争向信息化战争转变的质变。为了掌握先机，各军事强国都大力投资研发新一代计算技术，量子计算机就是其中最耀眼的“明珠”。

　　所谓量子计算机就是能利用量子态特性存储信息，并利用量子算法进行运算的装置。与电子计算机相比，量子计算机在数据存储与运算速度方面都具有极大优势。理论上，一枚由250个原子构成的量子存储器，可存储的数据量将达到2的250次方；而一台使用512个量子比特位的量子计算机，每一步完成的运算次数都高达2的512次方，而且实现真正的并行处理。

　　最初对量子计算的研究始于上世纪70年代的英国和美国。2013年，加拿大研制的512量子比特D-Wave2量子计算机通过测试，并开始服务于美国国家航空航天局的量子人工智能实验室。美国军方还专门制定了“量子信息科学和技术发展规划”和研发量子芯片的“微型曼哈顿计划”，加速推进量子信息技术的实际应用。此外，法、德、日、瑞典等国也相继制定并实施了一系列发展量子信息技术的计划。

加密解密“有绝招”

　　在军事领域，密码是确保信息安全的重要手段，也是信息对抗的焦点。目前传统的加密算法是通过密钥（一组数据）来改变和伪装信息数据并进行还原。然而，再复杂的密钥也可以利用高速计算机找到答案，区别只是时间长短而已。

　　如今，随着量子计算的发展，有望使保密通信领域发生巨大变革。理论上，用量子密钥加密的通信一旦被窃听或截取，量子密钥就会发生随机变化，信息发送方和接收方都可以发现。利用该特性，就能构建起不可截获和破译的新密码体制。

　　此外，量子计算不仅可以用来构建更安全的通信系统，更可以用来破解现有密码体系。据估算，用电子计算机需要1000年才能破解的复杂密码，用量子计算机只需要约4分钟就能破解。

战场信息“高速路”

　　作为量子计算又一重要应用领域，量子通信具有信息存储容量大、安全性高、传输速度快等突出特点。与传统通信技术相比，量子通信与传播介质无关，可在诸如深海等特殊环境下实现远距离通信。由于采用“一次一密”的加密方式，量子通信所提供的密钥不仅无法破解，更能时刻“锁住”通信内容，避免被窃。

　　专家介绍，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密和数字签名等的安全，将在战场安全密钥、数据加密、信息隐藏和身份认证等领域得到广泛应用。

　　当前，军用量子通信系统已经初现端倪。未来，量子通信技术将构建跨区域范围甚至是全球范围的高安全性量子通信网络系统。

智能作战“新体系”

　　随着世界新军事革命的蓬勃发展，军事物联网和各类信息终端将成为信息化军队作战和指挥神经中枢。同时，战场侦察、指挥协同、目标预警、装备操控和后勤保障都离不开战场智能系统的有效支持。量子雷达、量子传感等全新技术将有助于实现全天候、反隐身和抗干扰作战，构建起未来智能作战体系。

　　目前，量子雷达的基本理论已经成熟，美国罗切斯特大学研究所利用量子增强型激光雷达初步验证了对隐身飞机和干扰信号的强大辨识能力。量子成像技术则堪称信息化战场的“火眼金睛”。2013年，美国陆军利用红外量子成像技术探测到2.23千米外的目标图像。2014年，奥地利科学院成功实现无探测光照射目标物体的量子成像实验。

　　另外，利用量子信号对环境变化的极高敏感性，可以用它对战场环境进行“听诊”。2014年，英国国防科技实验室研制出“量子罗盘”原型机，利用超低温冷冻量子对地球磁场电磁扰动的高度敏感性，实现了极高精度的导航和定位。（张乃千）