原標(biāo)題:量子技術(shù):讓信息化戰(zhàn)爭變了容顏
量子計算的意義不亞于核武器……一旦有些國家軍隊擁有了量子計算機(jī),而另一些國家軍隊卻沒有,當(dāng)戰(zhàn)爭爆發(fā)的時候,這就猶如一個瞎子和一個睜眼的人在打架一樣,對方可以把你的東西看得清清楚楚,而你卻什么都看不到。
近期,中國科研團(tuán)隊在國際上首次成功實現(xiàn)了量子密鑰分發(fā)的全方位地面驗證,為未來實現(xiàn)基于星地量子通信的全球化量子網(wǎng)絡(luò),奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。科學(xué)社會學(xué)的奠基人貝爾納曾說:“科學(xué)與戰(zhàn)爭一直是極其密切地聯(lián)系著的。”隨著量子信息科技的不斷突破,并越來越廣泛地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,將會推動信息化戰(zhàn)爭產(chǎn)生新的飛躍。
量子計算意義不亞于核武
倘若人們要追溯風(fēng)靡全球的信息化戰(zhàn)爭之科技源頭的話,無疑是1946年世界第一臺計算機(jī)“ENIAC”誕生所開啟的電子信息科技革命,及其給戰(zhàn)爭形態(tài)帶來的質(zhì)變——從機(jī)械化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)向信息化戰(zhàn)爭。然而,這一曾顛覆機(jī)械化戰(zhàn)爭圖景的電子信息科技,在遵循“摩爾定律”飛速前行了數(shù)十年之后,制約其進(jìn)一步發(fā)展的問題也日漸凸顯:電子計算機(jī)的極限運(yùn)算速度是否存在?
1965年,英特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾針對電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提出了“每18個月計算能力翻倍”的摩爾定律。然而,由于傳統(tǒng)技術(shù)的物理局限性,這一能力或?qū)⒃谖磥?0~20年之內(nèi)達(dá)到極限。據(jù)保守估計,2018年芯片制造業(yè)就將步入16納米的工藝流程,業(yè)內(nèi)專家則認(rèn)為,16納米制程已經(jīng)是普通硅芯片的盡頭。事實上,當(dāng)芯片的制程小于20納米之后,量子效應(yīng)就將嚴(yán)重影響芯片的設(shè)計和生產(chǎn),單純通過減小制程將無法繼續(xù)遵循摩爾定律,而突破的希望恰在于量子計算。
從理論上講,一個250量子比特(由250個原子構(gòu)成)的存儲器,可能存儲的數(shù)達(dá)2的250次方,比現(xiàn)有已知的宇宙中全部原子數(shù)目還要多。無論在基礎(chǔ)理論還是在具體算法上,量子計算都是超越性的。如科學(xué)家提出的“量子搜尋算法”,其計算速度是目前最快的計算機(jī)的億萬倍。如用“量子搜尋算法”攻擊現(xiàn)有密碼體系,經(jīng)典計算需要1000年的運(yùn)算量,量子計算機(jī)只需小于4分鐘的時間。以致有科學(xué)家宣稱:“量子計算的意義不亞于核武器……一旦有些國家軍隊擁有了量子計算機(jī),而另一些國家軍隊卻沒有,當(dāng)戰(zhàn)爭爆發(fā)的時候,這就猶如一個瞎子和一個睜眼的人在打架一樣,對方可以把你的東西看得清清楚楚,而你卻什么都看不到。”
因此,對量子計算的相關(guān)研究及量子計算機(jī)的具體研制已成為世界科學(xué)領(lǐng)域最閃亮的“明珠”之一。比如,美國國防部對此就給予了高度重視,國防高級研究計劃署專門制定了名為“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”的研究計劃,其對外公開宣稱的目標(biāo)是,若干年內(nèi)要在核磁共振量子計算、中性原子量子計算、諧振量子電子動態(tài)計算、光量子計算及固態(tài)量子計算等領(lǐng)域取得重大研究進(jìn)展。