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国防领域的量子技术

量子传感技术有助于卫星定位系统的精确度与导航能力。

量子技术是将量子物理原理应用于实际情境的技术。

费曼(Richard Phillips Feynman;1918~1988)是量子计算的奠基者之一,他提出利用光子进行计算的概念。其贡献促进量子计算的研究和发展,为量子计算领域带来卓越贡献。

在军事领域中,量子技术一直是国防部门关注的重点。整体而言,量子技术尚未完全成熟,但它可能对未来的军事传感、加密和通讯产生重大影响。量子应用涉及许多关键概念,包括叠加、量子位元和纠缠。其中最具挑战性的应用是量子计算,这是一个令人惊叹的梦想,可以实现无限计算能力,突破当今物理世界的限制。

然而,计算是否有速度上的极限呢?如同光速限制在不改变时间的情况下穿越太空的能力一样,是否存在着阻碍计算速度超越理论上最大值的错误纠正限制?

建立一个有用的量子计算机需要处理超过可观测宇宙中亚原子粒子数量的连续参数。目前还没有确定如何操作如此庞大的量子系统,以及如何同时控制其误差。 因此,我们应该专注于量子传感技术,以加速成熟的国防应用。量子传感技术可用于偏远地区的全球定位系统(GPS)定位和其他导航工具,还可用于检测电磁辐射,提升军队的电子战能力。

据美国海军研究所(US Naval Institute)报告,量子传感技术可提升潜艇的探测能力,尤其是对于匿踪潜艇和物体探测的能力,效能将超越过去的雷达技术。 国内电子科技集团在2018年公布其开发的量子传感原型装置,据称能够探测飞行中的匿踪飞机。美国国防科技巨头Lockheed Martin,声称能够使用量子罗盘(Quantum Compass)来改善美国海军的导航能力。这种量子罗盘是由具有「氮-空缺中心」(Nitrogen-vacancy center)原子缺陷的微型合成钻石制成的。当受到雷射照射时,其发出的光强度会根据周围的磁场变化;透过地球磁场,这种光的变化可以提升导航能力,尤其是在极其偏远的地区。

总结来说,量子传感器具有潜力应用于情报、监视和侦察领域。成功开发和部署这类传感器可能会带来潜艇探测能力的重大改进,甚至能够对抗和摧毁海上核威慑力量。

由于量子传感器对环境干扰非常敏感,军事人员可以利用量子传感器来探测地下结构或核材料。此外,量子传感器的高灵敏度还有可能帮助军队探测电磁辐射,增强电子战能力,并有助于定位隐藏的敌方部队。

 

费曼(Richard Phillips Feynman),美国理论物理学家,是量子计算的奠基者之一。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。