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信息化战争:量子计算的意义不亚于核武器

来源:中国国防报作者:王军责任编辑:刘航2014-01-08 10:57

原标题:量子技术:让信息化战争变了容颜

戈登·摩尔提出了摩尔定律(资料图)

量子计算的意义不亚于核武器……一旦有些国家军队拥有了量子计算机,而另一些国家军队却没有,当战争爆发的时候,这就犹如一个瞎子和一个睁眼的人在打架一样,对方可以把你的东西看得清清楚楚,而你却什么都看不到。

近期,中国科研团队在国际上首次成功实现了量子密钥分发的全方位地面验证,为未来实现基于星地量子通信的全球化量子网络,奠定了坚实的技术基础。科学社会学的奠基人贝尔纳曾说:“科学与战争一直是极其密切地联系着的。”随着量子信息科技的不断突破,并越来越广泛地应用于军事领域,将会推动信息化战争产生新的飞跃。

量子计算意义不亚于核武

倘若人们要追溯风靡全球的信息化战争之科技源头的话,无疑是1946年世界第一台计算机“ENIAC”诞生所开启的电子信息科技革命,及其给战争形态带来的质变——从机械化战争转向信息化战争。然而,这一曾颠覆机械化战争图景的电子信息科技,在遵循“摩尔定律”飞速前行了数十年之后,制约其进一步发展的问题也日渐凸显:电子计算机的极限运算速度是否存在?

1965年,英特尔公司的创始人之一戈登·摩尔针对电子计算机技术的发展提出了“每18个月计算能力翻倍”的摩尔定律。然而,由于传统技术的物理局限性,这一能力或将在未来10~20年之内达到极限。据保守估计,2018年芯片制造业就将步入16纳米的工艺流程,业内专家则认为,16纳米制程已经是普通硅芯片的尽头。事实上,当芯片的制程小于20纳米之后,量子效应就将严重影响芯片的设计和生产,单纯通过减小制程将无法继续遵循摩尔定律,而突破的希望恰在于量子计算。

从理论上讲,一个250量子比特(由250个原子构成)的存储器,可能存储的数达2的250次方,比现有已知的宇宙中全部原子数目还要多。无论在基础理论还是在具体算法上,量子计算都是超越性的。如科学家提出的“量子搜寻算法”,其计算速度是目前最快的计算机的亿万倍。如用“量子搜寻算法”攻击现有密码体系,经典计算需要1000年的运算量,量子计算机只需小于4分钟的时间。以致有科学家宣称:“量子计算的意义不亚于核武器……一旦有些国家军队拥有了量子计算机,而另一些国家军队却没有,当战争爆发的时候,这就犹如一个瞎子和一个睁眼的人在打架一样,对方可以把你的东西看得清清楚楚,而你却什么都看不到。”

因此,对量子计算的相关研究及量子计算机的具体研制已成为世界科学领域最闪亮的“明珠”之一。比如,美国国防部对此就给予了高度重视,国防高级研究计划署专门制定了名为“量子信息科学和技术发展规划”的研究计划,其对外公开宣称的目标是,若干年内要在核磁共振量子计算、中性原子量子计算、谐振量子电子动态计算、光量子计算及固态量子计算等领域取得重大研究进展。