美國量子技術的資金來源有多種，其中最大的“投資人”之一是美國軍方。

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幾十年來，美國軍方一直在研究量子技術，項目最早可以追溯到 1950 年代。在遠程導航、隱身或情報方面，量子技術可以使軍方比其他國家具有明顯的優(yōu)勢。事實上，量子技術已成為美國軍方關注的一個重要焦點，且已被國防科學委員會 (DSB) 采用。DSB 是美國國防部 (DOD) 內的一個獨立委員會，最初創(chuàng)建于1956年，其目標是組建一支專業(yè)的科學家顧問團隊，為國防部及美國軍方提供科學研究建議，并輔助提供最新的科學知識。

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當然，DSB 并不是美國軍方用來研究量子技術的唯一機構。美國軍方已經制定了一些專門針對這項研究的立法文件。例如，F(xiàn)42019 國防授權法案 (NDAA) 第 234 節(jié)指示，國防部長及國防部副部長、私營部門、其他政府團體共同制定了量子技術研究和開發(fā)工程計劃。除了這項立法，2020 財年 (NDAA) 第 220 節(jié)要求，國防部制定使用量子技術的“道德準則”與量子人才規(guī)劃，并降低可能由于使用量子技術而導致的任何網絡安全風險。美國軍方不僅要為這項研究提供資金，而且還要在使用這項技術時規(guī)范道德準則。

量子傳感和隱身

量子傳感是一個很難完全解釋的話題，因為大部分研究仍在進行中。量子傳感的工作原理是利用量子力學的特性來突破當前傳感器技術的限制。很多時候，量子傳感使用光子或單個原子來等更先進的技術，更敏感，數(shù)據(jù)更精確。根據(jù)美國國防部高層官員的說法，量子傳感技術可以使地處極其偏遠的地區(qū)更容易使用 GPS 和其他導航工具。因為在這些地區(qū)，GPS 導航幾乎是無效的。而這種量子傳感還可用于檢測電磁輻射，從而增強軍隊的電子戰(zhàn)能力。

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根據(jù)美國海軍研究所 (USNI) 的說法，量子傳感可用于提高對潛艇、隱形飛機等的探測能力，特別對多個目標的探測能力。例如2018 年，中國電子科技集團公司 (CETC) 推出了一種原型雷達，據(jù)稱可以檢測飛行中的隱形飛機。

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在麻省理工學院技術評論文章中，?洛克希德·馬丁公司提議為美國海軍制作量子羅盤方便導航。這個量子羅盤將由具有原子缺陷的微觀合成鉆石制成。這些原子缺陷，也稱為氮空位中心（NV色心），當激光照射在它們上時會發(fā)光，其光強能根據(jù)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增強美國海軍的導航能力，尤其是在極其偏遠的戰(zhàn)區(qū)。

量子計算和武器

除了量子傳感，美國軍方還大力研究如何使用量子計算機來增強他們武器的威力。與普通計算機不同，量子計算機使用專門的部件來運行算法，并可以極高速回答極其困難的數(shù)學計算問題。量子計算機對戰(zhàn)爭應用有很多好處，包括更好地識別自主武器的目標。美國國防部高層官員假設量子計算機可以使軍用武器完全自主，無需任何人為交互。

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量子計算機在運行兵棋模擬方面也很有效。軍方可以使用這些模擬來演示軍事部署、可能的戰(zhàn)略和其他場景，以制定更好的戰(zhàn)爭戰(zhàn)略。

量子通信和數(shù)據(jù)加密

量子通信是 DSB 討論的最后一個主題，對于軍事應用來說可能是最重要的一方面。量子通信類似于量子信息處理和量子隱形傳態(tài)，但特別側重于加密。一種加密類型稱為量子密鑰分發(fā) (QKD)：QKD 通過在兩個人之間共享加密密鑰來工作，因此雙方都可以使用該密鑰來解密加密數(shù)據(jù)。這種加密可以使所有軍事數(shù)據(jù)和戰(zhàn)略更加免受可能的泄漏。此外，QKD還可以確定是否有人試圖侵入加密數(shù)據(jù)。

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美國國家標準研究院 (NIST) 的 Joshua Bienfang 博士表示：“QKD 是有點像一封信上的蠟封，安全性基于知道是否有人在竊聽量子信道，這與經典的密鑰分發(fā)方法有著根本的不同。”

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2021年，中國發(fā)射了世界上第一顆量子衛(wèi)星，量子通信首次亮相?！澳犹枴毙l(wèi)星已經能夠使用QKD加密敏感信息，例如北京和維也納之間的視頻會議。美國是否會發(fā)射自己的量子衛(wèi)星作為回應，目前尚未公開宣布。顯而易見的是，美國軍方將繼續(xù)使用量子技術來增強其相對于其他國家的優(yōu)勢。只要量子物理學不斷進步，軍方就會緊隨其后，想出不同的方法來應用這種新現(xiàn)象。

發(fā)布作者：Kenna Castleberry

編譯：慕一

編輯：王珩

注：本文編譯自“The Quantum Daily”，文章中的信息或所表述的觀點意見，均不代表量子前哨同意或支持。