供稿人:徐婧

2019年12月,美国国防部国防科学委员会(DSB)公开了2019年10月完成的《量子技术的应用》报告的脱密版摘要。摘要概述了在量子传感、量子计算,以及量子通信与纠缠分发领域的主要发现,认为量子传感系统、计算及通信系统的应用将为美国国防部开创量子使能的新时代。

报告指出,量子科学与技术的核心是信息的收集、生成、处理和通信,因此在量子元件、量子遥感、量子计算、量子通信、量子技术人才方面给国防部提出了以下建议:

量子元件

①促进广泛而可靠的工业供应基地的发展,包括:扩大电子复兴计划或创建一个新的项目,以开发可部署的量子系统线管组件和集成技术;

②支持、监控和利用对量子技术至关重要的本土制造;

③国防高级研究计划局、海军研究办公室、空军科学研究办公室、空军研究实验室、陆军研究实验室、陆军研究办公室等部门应投资于应用程序短期所需、长期而言将有益于量子计算技术的关键组件;

量子遥感

①应设立下一代原子钟产品项目;

②应建立一个项目,研究在GPS不可用时用于精准导航与定位的、可装备的惯性测量装置(IMU);

③针对实验室演示的、用于探测地下结构/设施和长期潜艇航行的量子重力仪,应对其适用性进行系统级分析;

④应为重力传感器提供经费支持;

量子计算

①国家安全局、国防部、国家标准与技术研究所应一道推进量子对抗公钥基础设施算法和协议的选择和部署工作;

②国防部实验室应与商业、学术和其他政府合作伙伴合作,利用嘈杂中型量子(NISQ)和量子模拟器技术实现完全容错的量子计算;

③陆军研究办公室、空军科学研究办公室和海军研究办公室继续投资于各种量子位/量子计算技术的基础研究。

量子通信

①国防部和情报部门应开展研究,以识别和量化量子计算和传感器相关方面的量子纠缠技术应用和部署;

②应指导国防部研发实体为量子网络测试和验证创建“试验台”等集成开发环境;

③应推进长期的研究和开发工作,以系统识别和消除推进异构分布式量子信息处理平台开发过程中的挑战。

量子技术人才

①包括空军理工学院和海军研究生院在内的军事学院应该为工程、科学和计算机领域的科学家增设为期一个学期的量子技术课程,并继续与研究型大学在传感器和计算研究方面进行合作;

②应创建一个联盟,邀请业界和高校的量子领域专家共同研究量子技术在国防部的应用问题;

③应倡导国防部参与到国家量子计划(NQI)之中。

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