量子计算机将对网络安全构成重大威胁

美国防新闻网站1月20日发文称，五角大楼应该尽快在量子计算上采取行动，否则就会被竞争对手超越。文章认为，随着量子计算机不断发展，其对国防部的网络安全构成了重大威胁。

美国五角大楼前首席数据官大卫·斯皮克 (David Spirk) 在去年 3 月离职时发出了警告：“没有足够多的高级领导人了解量子的 （网络安全）影响……我认为这是一波新的计算机浪潮，当它到来时，对行业和政府来说都将是一个非常令人震惊的时刻。”

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量子技术在军事领域的快速发展

近年来，随着量子技术的快速发展和研究热度不断提升，其已逐步应用于军事领域。世界军事大国都不断加大投入，积极推动该技术在军事领域的应用。资料显示，量子技术是一个基于量子力学特性的新兴物理学和工程领域，尤其是量子纠缠、量子叠加和量子隧道效应等特性，可应用于各量子系统的实际应用。同时量子技术又是和其他学科交叉产生的新兴学科，涉及计算、信息、导航、能源等多个应用领域。量子技术被认为是有潜力改变战争行为和战争结果的颠覆性技术。

最新的研究成果表明，量子技术可能显著影响人类活动的各个领域，尤其是对军事领域影响深远。其应用范围主要包括量子网络安全、量子通信网络、量子电子战、量子PNT以及量子计算等方面。其中，量子计算机能够比传统计算机更快地处理信息，这使得其能够破解当今保护信息所依赖的安全加密算法，对手可轻易获得敏感的军事情报，破坏通信网络，甚至使军事系统瘫痪。这也是量子技术在军事领域的巨大潜力和价值。

图片来源：中国航空报

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量子技术逐渐成熟

美国国家安全局高层及许多专家认为，量子计算的军事应用可能不到10年就能实现。同时认为：

2.1 量子威胁正在加速逼近

2021 年底，美国国家安全局网络安全局局长表示，开发下一代密码系统以保护武器系统免受外国对手攻击是当务之急。在当年发布的一份情况说明书中，美国国家安全局表示，“对手使用量子计算机可能对国家安全系统造成毁灭性影响。”

2.2 把其他国家量子技术进步视为迫在眉睫的威胁

2022年，美国五角大楼发布报告认为，某些国家最近设计并制造的量子计算机，能够在特定问题上胜过传统的高性能计算机。这也是美国国防先进研究项目局（DARPA）为什么公布了用于实用规模量子计算的未开发系统（US2QC）计划，该计划旨在探索可能被忽视的方法，通过这些方法，量子计算机能够以比当前预测更快的速度达到实际利用水平。

2.3 通过立法加强量子计算网络安全

白宫最近签署了《量子计算网络安全防范法案》，为量子技术专门立法表明美国对该技术的重视程度。该法案解决了行政机构的信息技术系统向后量子加密（PQC）的迁移，这种加密由于有先进的算法支撑而免受量子计算机的攻击。

2.4 留给国防部的时间不多了

美媒认为，加密是保护敏感军事信息的重要工具，如果量子计算机能够破解当前的加密算法，可能会危及机密文件、战略计划甚至通信网络的安全。也会给对手在军事冲突中带来优势，并使美国军事人员处于危险之中。

量子计算机还能够以比传统计算机快得多的速度执行复杂计算，这使量子计算机能够破坏或操纵军事系统。也可能会破坏通信网络、导航系统甚至武器系统，从而导致潜在的人员伤亡和军事资产损坏。

美媒报道，某大国一份新的研究论文声称研究出一种具有惊人力量的量子动力密码破解器。对此，一位量子技术专家说，“如果这是真的，那将是灾难的。”因此，国防部需要认真对待量子计算机的威胁，因为它们有可能对国家安全产生重大影响。

（萨克梅斯特克/盖蒂图片社）

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抢占先发优势

美国战略焦虑的深层原因还是源自于对其他大国技术进步的恐惧。例如，中国早在2016年就发射了全球首颗量子通信卫星“墨子号”，目前已经建成4600公里的天地一体化量子通信网络。无中继光纤量子密钥分发距离达到830公里，刷新世界纪录；2021年，66量子比特“祖冲之二号”实现“量子计算优越性”。

某些大国在量子技术方面的突破与进步，的确让美国有了一种危机感。但这些技术进步完全是为了和平目的，而并非是安全威胁。美国之所以有危机感，是因为在先进技术领域很少有国家能超过美国，如今这一切正在改变。美国也不得不承认这一现实。Inside Quantum Technology的创始人兼总裁劳伦斯·加斯曼说，虽然有些国家在量子科学和量子计算机科学的某些方面处于领先地位，建造了世界上“最快”的量子计算机，但美国在许多其他方面仍然处于领先地位。

目前，美国正在致力于抢占先发优势。2022年年 7 月，美国国家标准技术研究院宣布了其标准化后量子密码算法的一个重要里程碑。美媒认为，新的标准草案有望推动制定具体过渡路线图。加密标准正在经历几十年来最大的变化，后量子密码学将很快成为所有希望与美国政府合作的企业所必需的。除此之外，增加投入将为美国抢占先发优势提供重要支撑。多达 30 亿美元的联邦量子项目正在运行或计划中，其中包括 12 亿美元的国家量子计划。

毫无疑问，量子技术的快速发展将引起全球技术领域的竞争，美国为了维护其技术地位，必将采取多种措施和手段打压对手，并尽一切可能抢占先发优势，从而导致以量子技术为代表的颠覆性技术竞争更加激烈。

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结语

量子技术的快速发展和技术的成熟，加速了量子技术向军事领域应用的转化。其作为颠覆性技术并在军事领域的广泛应用，将改变未来战争形态和战争结果，这也是军事大国重点发展量子技术的一个重要原因。

尽管美国在量子技术方面处于领先地位，但很多国家量子技术的快速发展和后来者居上，让美国深感战略焦虑。由于量子计算机可以破解当今的加密技术，尤其是机密军事信息也可以很容易地被解密，如果仍采用传统的方式加密，可能会带来国家安全风险。因此，美国加大投入，意欲抢占先发优势，以维护其技术地位，这将导致新技术领域的竞争更加激烈。

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作者丨剑魂

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