近年來，以量子力學為理論基礎的量子科技加速發展，關鍵核心技術頻頻突破，其在未來社會的套用場景輪廓和重大顛覆性作用正越來越清晰，其所對映的量子革命也備受世人關註。2023年4月，美戰略與國際問題研究中心釋出題為【贏得下一場戰爭的七項關鍵技術】的報告，該報告闡明了在當今這個充滿競爭的時代，應當具備的能力，以及支撐能力所需的七項關鍵性技術。其中，量子技術屬於位居前三的「沖刺技術」，是一項對傳統技術體系產生沖擊的重大顛覆性技術創新，正在重塑戰爭形態和作戰樣式。本文主要介紹量子技術的基本原理內涵、軍事套用前景，以及世界主要國家和組織對量子技術領域制高點的爭奪。
量子技術基本原理內涵
「量子」概念起源於20世紀初，其物理基礎是量子力學，與描述宏觀物質世界運動規律的牛頓經典力學相對應，量子力學主要是探究微觀物質世界運動規律。該理論提出後迅速發展成為現代物理學的兩大支柱之一，對傳統科學理念產成了巨大沖擊。目前，幾乎所有與物質、能量和資訊相關的學科都依賴於量子力學的基礎，現代物理學的分支和相關邊緣學科也無一例外地建立在量子力學之上。量子技術是基於量子力學的實踐套用，在深刻改變人類對科學認知的同時，其套用領域不斷拓展，主要套用原理有以下3個方面。
量子疊加 在宏觀世界中，每一個物體都有確定的狀態和確定的位置。比如一個物體在A點，那麽這個物體就不會在B點；但在微觀世界量子力學的視角下，一個量子是可以同時處在A和B兩個不同的點，這種狀態就稱之為量子疊加態。此時，如果外界對這個量子的位置進行觀測，那麽這個量子就會隨機出現在A或B中的某一個點——這個過程叫塌縮。科學家有一個非常著名的思想實驗「薛定諤的貓」，就較為生動的表示了量子疊加這種狀態。
「薛定諤的貓」既生又死
量子位元 電腦內部是依靠位元進行數據儲存的，一個位元就是最小的計量單位，通常用二進制表示，即表示為0或1，這意味著它只能處於0或1其中一種。但是，量子位元的出現顛覆了傳統的認知，由於量子疊加的特性，一個量子位元既可以表示0，也可以表示1，還可以表示0和1這兩種狀態組合的任意比例的疊加，這樣就使得儲存和計算功能就得到了指數倍的提升。
量子纏結 量子纏結是指兩個或多個粒子之間存在的一種特殊聯系，即當我們改變一個粒子的狀態時，另一個粒子的狀態也會立刻改變，無論它們之間有多遠的距離。就比如一對纏結的粒子A和B，如果某一時刻對粒子A進行測量，檢查它的自旋方向，那麽同一時刻粒子B的自旋方向會立刻與之關聯，即時發生變化。這種無論多遠都可以瞬間發生關聯的現象，也稱為超距現象。
量子技術的軍事套用前景
第一次量子革命帶來了我們今天已經熟悉的技術，如核電、半導體、激光、磁共振成像、現代通訊技術或數位相機和其他成像器材。以量子資訊科技為代表的量子調控，帶來第二次量子革命，使人類對量子世界的探索從單純「探測時代」走向主動「調控時代」。作為一項新興顛覆性技術，量子資訊科技在國防領域的重要性日益凸顯，有望塑造全球軍事新變革和未來戰爭新形態，主要體現在量子通訊、量子計算和量子傳感技術三大軍事化主攻方向。
量子纏結現象中的超距現象
量子通訊技術 量子通訊提供了更高安全性和保密性的通訊方式。資訊傳遞過程中采用「一次一密」的加密方式，任何截獲或測量量子金鑰的操作，都會改變量子狀態，從源頭上限制了竊聽者獲取和破解量子資訊的可能性，使得量子通訊在理論上具有不可破解性。
量子通訊具備超大的通道容量，時效性高、傳輸速度快。量子通訊的資訊傳輸載體為光量子態，根據量子消息理論原理，1個光量子在常溫下可攜帶幾十位元資訊，比傳統光通訊高了幾個數量級。
量子通訊傳輸能力強，無需介質。量子通訊與傳播媒介無關，傳輸不會被任何障礙阻隔，可以克服各種不良天候，還能穿越大氣層；既可在普通光纖等介質中通訊，又可在太空、海底通訊。
量子計算技術 量子計算在特定問題上大幅超越傳統電腦的計算能力。量子電腦利用量子疊加和纏結等物理特性，以微觀粒子構成的量子位元為基本單元，透過量子態的受控演化實作計算處理，利用此運算優勢，能夠實作對海量數據的快速匯聚與分析計算，從而成為一個潛在的軍事套用領域。
現代化戰爭需要即時動態感知戰場態勢，並能對敵方攻擊做出軌跡辨識並精準攔截，這就需要電腦具備高效處理復雜問題的大規模數據計算能力。針對傳統電腦效能受限於摩爾定律的困境，以量子為核心的量子電腦，利用強大的量子計算能力為現代戰爭提供大規模算力支撐。量子計算技術的突破將推動戰場物聯網和各類資訊終端即時高效連線，實作戰場智能化、網絡化升級。
量子傳感技術 量子傳感與成像技術在軍事目標探測和偵察方面也展現出巨大的潛力。量子傳感技術可套用於定位、導航和目標探測等領域，利用量子纏結、量子不確定性等量子物理內容，實作對未知環境參數的高精度、高靈敏度、高分辨率的感知；利用量子加速器和量子陀螺儀，可以提供精度高、重量輕的導航器材，這些器材無需定期透過導航衛星校正位置，大大提高了軍事平台的自主導航能力。
量子成像技術可以在低光照和氣流紊亂情況下，利用漫反射原理，生成對遠距離目標的高畫質晰的影像。同時，基於量子成像的偵察衛星研發工作也在緊鑼密鼓地展開，旨在利用量子技術顯著提升情報獲取、戰場目標探測與偵察能力。
總而言之，量子技術是一項新興的、具有顛覆性的前沿技術，雖不能直接產生新的武器，但是可以大振幅提高現有軍事武器裝備效能，這必將進一步推動軍事戰略、戰術的革新，重塑戰爭形態。
對量子技術領域制高點
進行爭奪的具體措施
近年來，世界主要國家從戰略高度，主動布局、積極謀劃，相繼推出不同層次、不同類別的量子科技發展戰略，以推動相關領域研究，從而盡可能地抓住戰略主動權，保持大國博弈中的優勢地位。本文主要選取美國、歐盟和日本三個具有代表性的國家及組織。
美國：「三駕馬車」，齊頭並進。 美國是世界上最早開展量子科技研究的國家之一，近年來，為確保自身相對於他國的軍事優勢，以及應對霸權衰落的現實需要，美國政府與軍方已將量子技術作為增強美軍戰力、維持非對稱軍事優勢的潛在重要手段。經過多年實踐探索，美國形成了「三駕馬車」三類銜接配套的戰略，全方面支撐量子科技發展。
一是國會強化立法支持。2018年12月，美國會透過【國家量子倡議法案】，該法案既是美國統籌國內力量推進量子科技發展的法律基礎，也是美國謀求量子資訊科學及其技術套用全球領導地位的戰略規劃，旨在為量子科技的研發和套用提供法律基礎和政策指導，加強跨部門合作，提升研發效能，促進公私合作，並推動國際標準的制定。
二是政府設立專項戰略規劃。美白宮國家科技理事會2018年9月釋出【量子資訊科學國家戰略概覽】等檔，明確將量子資訊科學作為研發新支柱，並提出維護和擴大其在該領域的領導地位的戰略方法。在此基礎上，美國進一步提出了量子網絡發展戰略，陸續釋出【美國量子網絡戰略構想】和【從遠距離纏結到建設全國範圍的量子互聯網】等檔，這些規劃明確了量子網絡的研發目標以及重點研究領域。
三是軍地跨領域整合。量子技術已經成為美國政府和軍隊技術發展戰略的重要組成部份。2019年和2020年，連續兩年的【年度國防授權法】授權美國防部加大與私營企業合作，推進量子資訊科技的創新發展；支持美各軍兵種研究機構常態化設立量子資訊科學研究中心，以便各軍兵種同步推進量子資訊科技的軍事化行程。
美國的量子戰略是一個全面、多層次的計劃，涉及法律、研發、軍地合作等多個方面，旨在推動美國量子科技的發展並保持其全球領導地位。
歐盟：泛歐合作，互利共贏。 自20世紀90年代以來，歐洲聯盟及其成員國便洞察到了量子科技的深遠影響力，並對此領域進行了持久重點的支持與關註。近年來，面對全球量子科技領域的激烈競爭，歐盟連同英國、法國、德國等歐洲重要已開發國家，在國際組織和國家兩個層面上，積極制定並實施了一系列戰略性規劃。推動形成了一個多元化、多層次的量子科技發展新格局。
歐盟在組織層面牽頭制定泛歐洲的量子科技發展戰略。宣布於2018年啟動為期10年、預算10億歐元的「量子技術旗艦計劃」，主攻通訊、計算、傳感和模擬4個方面的量子技術。2020年3月，量子旗艦戰略咨詢委員會釋出報告【戰略研究議程】對「量子技術旗艦計劃」進行了細化，提出量子通訊、量子計算、量子模擬，以及量子計量和傳感等領域的發展路線圖。
歐盟的量子科技發展戰略旨在透過集中投資、跨國合作和政策支持，確立其在全球量子科技領域的領先地位。量子技術旗艦計劃自2018年起支持了24個專案，涵蓋量子通訊、計算、模擬、傳感和基礎量子科學，該計劃促進科研合作，發表了1300多篇科技論文，並催生了25家初創公司，申請了105項專利。歐盟還計劃建設泛歐量子通訊網絡，為實作「量子互聯網」奠定基礎。這些努力共同鑄就了一個以歐盟為核心，多國協同推進的量子科技發展模式，為歐洲在全球科技舞台上贏得了先發優勢。
日本：起步雖晚，奮力追趕。 近年來，日本政府開始重視量子科技領域的研發攻關，並表示未來將繼續加大投入、加速追趕研究進度。
日本首台「國產」量子電腦上線，
擁有64個量子位元
一是把握重點，建立領導機構。日本政府鑒於本國量子領域研發相對落後的國情，采取「牽頭抓、抓重點」的方式，分別於2021年2月、2022年5月在全國層面建立頂層的領導機構來統合管理協調量子技術研發，並新設數個量子功能創制研究基地，主要由研究機構和重點高校牽頭，對目前全球範圍內主流的量子技術，例如超導量子電腦、量子材料、量子元件、量子軟件、量子通訊、量子安全等方面進行具體研發。
二是廣結盟友，競爭中求合作。日本政府深刻意識到單靠自身的力量，在目前整個量子領域研究方面，難以有自身的立足之地，不足以形成核心競爭力。因此，日本政府選擇積極樂觀接受現實，主動向美國、歐盟等強勁競爭對手尋求合作，在【量子技術創新戰略（最終報告）】中明確提出要在未來5年內與歐洲和美國建立政府層面的量子技術多邊和雙邊合作框架，透過廣泛深度合作快速補足自身在技術、產業等方面的短板，以實作在量子領域更長遠的發展。
透過系統長遠的規劃設計，日本已逐漸探索形成一套適用自身發展的技術路線和合作理念，未來或將成為量子研究領域不容小覷的國家。
免責聲明： 本文轉自軍事文摘，原作者李相汝、金路特。文章內容系原作者個人觀點，本公眾號編譯/轉載僅為分享、傳達不同觀點，如有任何異議，歡迎聯系我們/轉載公眾號XXX！
轉自 丨軍事文摘
作者 丨李相汝、金路特
研究所簡介
國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究中國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策咨詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信賬號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
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