推動深化量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用
量子通訊技術具有傳輸高效、絕對安全等特征,被覺得是新一代通訊和計算機技術的支撐性研究,它將深刻改變未來戰(zhàn)爭的致勝機理,成為軍事強國間軍事實力對決的前沿陣地,必須抓好頂樓設計、總體籌劃,推動深化量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用。
一、量子通訊的優(yōu)勢及其對軍事領域的影響
(一)量子通訊的優(yōu)勢
量子通訊是借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通信形式,是量子論和信息論相結合的新領域,涉及量子密碼通訊、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等。近些年來量子通訊已逐漸從理論邁向實驗,并向實用化發(fā)展。量子通訊具有兩大優(yōu)勢:
1.安全性。保密通訊的原理在于,只有把握秘鑰,能夠輕易再現(xiàn)傳遞的信息,信息的安全性主要依賴于秘鑰的秘密性。量子通訊絕不會“泄密”,由于彰顯在量子加密的秘鑰是隨機的,推行“一次一密”的工作機制,通訊期間密碼機每分每秒都在形成密碼,通訊結束后密碼立刻失效,且下次通訊不會重復使用,雖然被泄露者查獲量子通訊技術真?zhèn)?/strong>,也未能得到正確的秘鑰,也就難以破解信息。通訊雙方手中有糾纏態(tài)的2個粒子,其中一個粒子的量子態(tài)發(fā)生變化,另外一方的量子態(tài)才會急劇立即變化。按照量子理論,任何觀察和干擾就會立即改變量子態(tài),盜取者因為干擾而得到的信息早已破壞,并非原有信息。
2.高效性。被傳輸?shù)奈粗孔討B(tài)在被檢測之前會處于糾纏態(tài),即同時代表多個狀態(tài)。如一個量子態(tài)可以同時表示0和1兩個數(shù)字,7個這樣的量子態(tài)可以同時表示128個狀態(tài)或數(shù)字,量子通訊的這樣一次傳輸相當于傳統(tǒng)通訊方法的128次。假如傳輸帶寬是64位以上,這么效率之差更是驚人的。據(jù)悉,借助量子糾纏可以將物質的未知量子態(tài)精確傳送到遙遠地點,而不用傳送物質本身。遠距離量子隱型傳態(tài)是實現(xiàn)分布式量子信息處理網路,以星地量子秘鑰分發(fā)為基礎,將量子衛(wèi)星作為可信中繼,可以實現(xiàn)月球上任意兩點的秘鑰共享,將量子秘鑰分發(fā)范圍擴充到覆蓋全球。
自量子通訊理論提出以來,澳大利亞國家科學基金會和國防中級研究計劃局都對量子通訊項目進行了深入研究。英國把量子通訊作為21世紀的戰(zhàn)略項目。2009年9月我國在3節(jié)點支鏈光量子電話網的基礎上,建成了世界上首個全通型量子通訊網路,首次實現(xiàn)了實時語音量子保密通訊,標志著中國在量子通訊關鍵技術方面達到了產業(yè)化要求,全面展示了量子通訊系統(tǒng)組網和擴充的能力。
(二)量子通訊技術對軍事領域的影響
恩格斯強調:“一旦技術上的進步可以用于軍事目的而且早已用于軍事目的,它們將立即幾乎強制地,并且常常違背指揮員的意志而導致作戰(zhàn)形式上的變革甚至轉型。”量子通訊是當代最具有創(chuàng)新性、超越性和顛覆性的前沿技術,對戰(zhàn)爭形態(tài)、作戰(zhàn)款式和取勝機理等都形成了深刻的影響。
量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用,將拓展延展信息化戰(zhàn)爭外延。隨著洲際潛艇、戰(zhàn)略轟炸機、核導彈以及網路戰(zhàn)武器等戰(zhàn)略性裝備的不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)戰(zhàn)爭已趨向極限,無法找到發(fā)展空間和突破口。戰(zhàn)爭空間早已從傳統(tǒng)的空間領域,向極地、深海、太空等極限拓展量子通訊技術真?zhèn)?/strong>,向認知域、信息域滲透并貫穿其他領域。量子通訊與傳統(tǒng)軍事領域的廣泛滲透融合,為拓展戰(zhàn)爭空間外延提供抓手,使得作戰(zhàn)式樣發(fā)生根本改變。基于無線電原理的信息攻守手段將面臨失效的局面,控制更廣、打擊更遠、影響更大的量子作戰(zhàn)療效將會成為戰(zhàn)場上的新常態(tài)。
量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用,將深刻改變信息化戰(zhàn)爭的致勝機理。信息戰(zhàn)貫串信息化戰(zhàn)爭的全過程、滲透作戰(zhàn)活動的全維空間、融合作戰(zhàn)體系的全要素,信息優(yōu)勢成為打贏信息化戰(zhàn)爭的關鍵。量子通訊技術一經出現(xiàn),就被世界各國認定是極具軍用價值的技術,它將會促使戰(zhàn)爭形態(tài)和作戰(zhàn)式樣發(fā)生深刻變化,顛覆傳統(tǒng)戰(zhàn)爭觀念,改變信息優(yōu)勢的獲取和維持形式,從根本上改變信息化戰(zhàn)爭的致勝機理。將量子通訊技術應用于裝備平臺,促進現(xiàn)代戰(zhàn)爭向空天化、隱身化、智能化、無人化、精確化方向發(fā)展,立體、全維、全域作戰(zhàn),戰(zhàn)場對抗方法也急劇發(fā)生根本變化。掌握量子通訊的特性和新的戰(zhàn)爭取勝機理,能夠適應新時代打贏信息化戰(zhàn)爭的新要求。
量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用,將進一步推進軍事理論創(chuàng)新發(fā)展。作戰(zhàn)理論是軍事理論體系中最具活力、最富創(chuàng)造力的領域。量子通訊技術應用于軍事領域,將從根本上顛覆傳統(tǒng)的戰(zhàn)爭觀念。若果不及時進行作戰(zhàn)理論創(chuàng)新和軍事戰(zhàn)略目標調整,使之與戰(zhàn)略需求、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)手段相適應相匹配,雖然擁有先進的量子通訊技術,也不可能與裝備武器匹配和優(yōu)化、產生顛覆性作戰(zhàn)款式。在量子通訊、人工智能、大數(shù)據(jù)、云估算、物聯(lián)網等前沿技術驅動下,世界軍事強國推進軍事思想和作戰(zhàn)理論創(chuàng)新腳步,不斷推出新的作戰(zhàn)概念和軍事理論。隨著量子通訊技術在戰(zhàn)場上的廣泛應用,須要以更大的勇氣和卓越的智慧推動軍事理論創(chuàng)新,賦于作戰(zhàn)理論新的生命力。
二、加快推動量子通訊技術在戰(zhàn)場上應用的必要性和急迫性
與傳統(tǒng)通訊技術相比,量子通訊技術有很大的優(yōu)勢,前者與物聯(lián)網、云估算、人工智能、虛擬現(xiàn)實、生物特點辨識等新一代信息技術有機結合,將在未來的戰(zhàn)場上發(fā)揮巨大作用。推動深化量子通訊在戰(zhàn)場上的應用,是奪回世界軍事競爭主動權、提升體系作戰(zhàn)能力、確保戰(zhàn)場信息安全的重要措施。
(一)量子通訊技術將改變世界強國兵力對比、形成新的軍事競爭格局
隨著新一輪技術革命和軍事改革的到來,從軍事戰(zhàn)略全局高度掌握量子通訊技術的發(fā)展趨勢,確立軍事領域創(chuàng)新發(fā)展的突破口,是奪回軍事競爭主動權的關鍵。借助量子通訊技術的顛覆性作用,還能最快地改變世界軍事競爭格局,產生新的對等戰(zhàn)略平衡。日本高度注重量子通訊技術的發(fā)展,每年斥巨資捐助基礎和應用研究,以攻占量子通訊領域的制高點。印度國防部的投資重點包括精確導航和安全量子網路等多個領域,國防中級研究計劃局持續(xù)捐助量子信息科學的軍事應用項目。量子通訊以其顛覆性作用,多方位向軍事領域滲透,將成為改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭“游戲規(guī)則”、影響作戰(zhàn)進程、決定戰(zhàn)爭勝負的關鍵技術,成為世界軍事強國間軍事實力戰(zhàn)略對決的前沿陣地,構成未來世界軍事競爭格局的基礎。
(二)量子通訊是確保戰(zhàn)場通訊安全的重要手段
量子通訊被覺得是面向未來的全新通訊技術,在安全性、高效性以及超大信息容量方面具有傳統(tǒng)通訊手段難以比擬的優(yōu)勢,在軍事信息系統(tǒng)、信息攻守對抗等領域將得到廣泛應用,滿足軍事系統(tǒng)的特殊需求。一是隱蔽通訊。通訊隱身的關鍵是減少電磁幅射,而傳統(tǒng)通訊都須要通過電磁波傳輸訊號,非常是遠程無線電通訊須要幅射很強的電磁波,破壞了通訊隱身的條件。量子通訊沒有電磁波幅射和光波幅射,使通訊真正實現(xiàn)了隱蔽。二是通訊秘鑰生成。量子通訊的秘鑰生成具有向戰(zhàn)場覆蓋區(qū)域內任意兩個用戶分發(fā)量子秘鑰的能力,構成作戰(zhàn)區(qū)域內的安全通訊網路。三是戰(zhàn)場信息對抗。因為光量子密碼的“不可破”和“竊聽可知性”,以及光量子加密設備與光纖通訊設備融合的能力,量子通訊可以提高軍用光網信息傳輸?shù)谋C苄裕岣邞?zhàn)場信息保護和信息對抗能力。四是超光速信息網路。借助量子隱型傳態(tài)以及超大信道容量、超高通訊速度和信息高效率等特點,滿足軍事信息網路對大容量、高速率傳輸處理及共享能力的須要,產生超光速軍事信息網路。
(三)量子通訊是提高體系作戰(zhàn)能力的重要支撐
基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)是信息化戰(zhàn)爭的明顯特征,維系現(xiàn)代戰(zhàn)爭體系須要有高速率、大容量傳輸及處理信息的軍事信息系統(tǒng),量子通訊成為提高體系作戰(zhàn)能力的重要支撐。一是急劇提高戰(zhàn)場信息處理能力。信息通訊技術是信息化戰(zhàn)爭取勝的主導技術,也是信息化武器建設的主要支撐。量子秘鑰分發(fā)技術、量子計算機技術、量子成像技術等將帶來軍事通訊領域的顛覆性革命,急劇提高戰(zhàn)場信息獲取、數(shù)據(jù)傳輸、情報增援、信息服務等能力。二是產生新型作戰(zhàn)體系。量子是最小的、不可分割的能量單位,具有測不準、不可克隆等性質;量子態(tài)的可疊加性和非定域性,使量子通訊具備儲存容量大的特點。信息化戰(zhàn)爭條件下,作戰(zhàn)裝備不僅僅是主導性裝備平臺,而是由各類裝備節(jié)點構成的信息網路,由無數(shù)無處不在的戰(zhàn)場傳感和分布式、自主化的作戰(zhàn)編隊和集群構成。通過構建戰(zhàn)場量子通訊網路,廣泛、安全可靠地實現(xiàn)各作戰(zhàn)單元直到單兵的互聯(lián)互通互操作,建立愈發(fā)安全、暢通的新型作戰(zhàn)體系。三是提高作戰(zhàn)指揮效率。量子估算是借助量子疊加原理,基于量子相干性,以遠超傳統(tǒng)計算機的速率進行復雜估算,涉及量子模型、量子算法、量子計算機等領域,可以為作戰(zhàn)指揮決策提供快速精準的數(shù)據(jù)。
三、加快推動量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用
推進深化量子通訊技術在戰(zhàn)場上的運用,必須抓好頂樓設計、總體籌劃,結合戰(zhàn)場通訊需求,分階段舉辦建設,重點掌握和解決好以下幾個問題:
(一)抓好量子通訊技術在戰(zhàn)場上應用的頂樓設計和研究論證
推動量子通訊技術在戰(zhàn)場上的應用是一項復雜的系統(tǒng)工程,也是一個常年、漸進的過程,須要在技術手段運用、通信系統(tǒng)建設、保障機制創(chuàng)新上不斷探求和研究論證,既要集中統(tǒng)管、頂層設計,統(tǒng)一構架優(yōu)化設計、統(tǒng)一標準規(guī)范插口,又要分階段科學施行、分層級豐富應用,采取路線圖、工程化的方式,構建以路線圖為核心的規(guī)劃機制,從設計思路、需求剖析、發(fā)展路徑和配套舉措等不同方面,進行程式化的剖析和規(guī)劃。針對當前戰(zhàn)場通訊的急切需求和薄弱環(huán)節(jié),聚焦關鍵技術前瞻布局,在部隊科技創(chuàng)新專項規(guī)劃計劃中布署量子通訊關鍵技術研制項目,強化量子通訊技術在戰(zhàn)場中的應用研究,力爭在個別重點領域取得重大突破,關鍵技術設備實現(xiàn)國產化。
(二)構建統(tǒng)一規(guī)范的量子通訊技術標準體系和系統(tǒng)模塊
構建統(tǒng)一規(guī)范的技術標準體系和系統(tǒng)模塊,確保量子通訊在戰(zhàn)場上應用的統(tǒng)一性、規(guī)范性和連續(xù)性。一是數(shù)據(jù)管理標準化。構建戰(zhàn)場通訊公共數(shù)據(jù)模型,統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一插口、統(tǒng)一合同、統(tǒng)一交互界面,規(guī)范各種數(shù)據(jù)信息應用,提高戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息的一致性、完整性、準確性和可靠性,實現(xiàn)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息透明共享、便捷交互。二是模塊建設規(guī)范化。采用模塊化建立和積木式組合的方式,推行統(tǒng)一的技術標準,規(guī)范設計、開發(fā)、建設和保障的全過程,確保構架一致、功能開放、接口統(tǒng)一,實現(xiàn)量子通訊基于模型框架的無縫集成。三是系統(tǒng)應用集約化。在規(guī)劃論證階段,通過制定規(guī)定和技術標準,明晰量子通訊的功能作用,確保貼近一體化聯(lián)合作戰(zhàn)對軍事通訊的需求;在組織施行階段,通過施行相應技術操作流程和規(guī)范,調用軍事通訊不同平臺、不同單元,確保量子通訊網路系統(tǒng)使用操作規(guī)范。
(三)推進軍事通訊人才培養(yǎng)和保障力量建設
把高檔人才隊伍建設作為重中之重,堅持培養(yǎng)和引進相結合,抓好人才儲備,加大人才梯隊建設,推動產生軍事通訊人才高地。大力培養(yǎng)具有發(fā)展?jié)摿Φ念I軍人才,通過重大研制任務、平臺建設和實踐演習匯集各種高檔人才,重點培養(yǎng)一批熟練把握量子通訊、軟件開發(fā)、系統(tǒng)整合、綜合運用的新型科研和技術保障人才,產生一批高水平的量子通訊技術創(chuàng)新團隊。開辟專門渠道,施行特殊讓利新政,采取項目合作、技術方案咨詢、聘請專家顧問等方法柔性引進高檔人才,實現(xiàn)高檔專業(yè)人才精準引進。強化保障力量建設,立足現(xiàn)有力量抽組,依照任務需求,選派一批技術維護、通信保障、網絡管理、數(shù)據(jù)處理等信息化專業(yè)人才,編成量子通訊專業(yè)保障力量,做好保障手段和力量配系、要素設置。
(四)推動軍事通訊軍民融合深度發(fā)展
深入貫徹落實軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略,從頂樓設計上把國家經濟社會和科技發(fā)展與軍事通訊建設有機銜接統(tǒng)一上去,從思想觀念、規(guī)劃計劃、政策法規(guī)、目標任務、體制機制等各個層面,不斷推進融合內容,拓展融合領域,提高融合效益。在國家和地方的量子通訊建設規(guī)劃和重大項目中,應充分考慮戰(zhàn)場建設需求,合理搭載軍事功能,實現(xiàn)軍民共建共用共管;依托國家通訊網路基礎設施,抓好頂樓設計、統(tǒng)籌規(guī)劃,推動軍地兼容、軍地移動、軍地共享、綜合集成的量子通訊建設,統(tǒng)一模型、統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一插口,擬定軍地統(tǒng)一的技術標準;以軍民共享共用為導向,布署量子通信關鍵共性技術研制,完善科研院所、高校、民營高科技企業(yè)和軍工企業(yè)的常態(tài)化溝通協(xié)調機制,促使量子通訊技術的軍民單向轉化。鼓勵優(yōu)勢民營企業(yè)參與量子通訊技術在戰(zhàn)場上應用研究和技術創(chuàng)新項目,促使量子通訊技術快速嵌入戰(zhàn)場創(chuàng)新領域,確保軍事通訊網路高效安全運行。