上海交通大学国家战略研究院

编者按：量子技术被认为是21世纪改变世界的技术之一，是科技发展的前沿领域，涉及量子通信、量子计算和量子探测等多个方面。近年来，量子纠缠态的制备、量子通信的实现和量子计算等方面取得了显著的进展，量子技术的最新进展为军事领域带来了革命性的变革可能，世界主要军事力量高度关注量子技术的发展与应用。为此，上海交通大学国家战略研究院对量子技术在军事领域的应用开展了专题研究，现将部分研究成果摘录如下：

一、量子技术在军事领域的一些主要应用方向

1.加密通信

量子通信技术利用量子纠缠效应进行信息传递，具有传统通信方式无法比拟的保密性。量子密钥分发（QKD）是一种基于量子力学原理的安全通信技术，能够保证信息在传输过程中的安全性。美军自2003年起开始运行实验性量子密钥分发网络，而白宫和五角大楼也已安装使用量子通信系统。

2.导航定位

量子定位技术是近年来新兴的导航定位技术，利用量子加速器和量子陀螺仪，可以提供高精度、重量轻的导航设备。这些设备无需定期通过导航卫星校正位置，大大提高了军事平台的自主导航能力。例如，英国皇家海军在测试潜艇的量子导航系统时发现，其在24小时内的定位误差仅1米。

科学家在测试测试量子陀螺仪

3.情报侦察

量子成像技术在军事情报侦察领域具有重要应用。量子成像技术可以同时对多个目标进行探测识别，具有成像速度快、抗干扰、反辐射等优势。此外，量子成像还可以对动态目标进行精确跟踪监视，提高情报收集的效率和准确性。

4.数据处理

量子计算具有并行运算优势，能够实现对战场海量数据的快速汇聚与分析计算。量子计算机遵循量子力学规律，利用量子叠加和纠缠等物理特性，以微观粒子构成的量子比特为基本单元，通过量子态的受控演化实现计算处理。这将推动战场物联网和各类信息终端即时高效连接，实现战场智能化、网络化升级。

5.战场决策支持

量子技术可以增强军事网络信息保密性，提高军事导航定位精度，实现海量情报高效处理，从而为战场决策提供强有力的支持。量子计算机的超快计算能力可以帮助分析复杂的战场情况，提供更加精确的战场模拟和预测，辅助指挥官做出更加明智的战略决策。

量子技术在军事领域的应用将对未来战争形态和作战方式产生重要影响。随着量子技术的不断发展和成熟，其在军事领域的应用将越来越广泛，为提高军事作战效率、保障信息安全和提升战场指挥能力提供强大的技术支持。

二、量子技术在民用领域的应用前景

1.量子通信

量子通信是量子技术的一个重要应用领域，它利用量子纠缠和量子不可克隆原理来实现信息的安全传输。量子密钥分发（QKD）是一种基于量子力学原理的安全通信技术，能够保证信息在传输过程中的安全性。通过量子通信，可以实现城域量子通信网络、城际量子网络，甚至通过卫星中转实现远距离量子通信，为金融、政务等领域提供数据和信息的安全传输。

2.量子计算

量子计算利用量子比特的叠加和纠缠特性，能够在特定问题上大幅超越传统计算机的计算能力。量子计算机在破解密码、优化问题、药物发现、材料科学等领域具有潜在的应用价值。例如，量子因数分解算法可以破解目前广泛使用的RSA加密体系，而量子搜索算法则能够在数据库查询等方面提供指数级的加速。

“祖冲之号”同款超导量子计算机

3.量子精密测量

量子精密测量利用量子态的超敏感性来实现超越经典方法的测量精度。这可以应用于重力波探测、地球物理学、生物学和其他科学领域，以及提高导航系统的精度和可靠性。例如，通过量子纠缠光源和精准的光钟，可以实现引力波探测的新途径，或者在地球和月球之间进行光秒量级距离的量子力学非定域性检验。

4.量子模拟

量子模拟器可以模拟复杂的量子系统，为物理学、化学和材料科学等领域的研究提供新的工具。通过量子模拟器，科学家可以探索高温超导、量子相变等复杂现象，加速新材料和药物的开发。

5.量子网络

量子网络结合了量子通信和量子计算，可以实现量子信息的高效传输和处理。量子网络的发展将推动量子互联网的形成，为信息安全、远程医疗、智能交通等应用提供新的平台。

6.量子成像

量子成像技术利用量子纠缠和量子干涉原理，可以在低光照或高噪声环境下实现高分辨率成像。这在医学成像、夜视系统、遥感探测等领域具有重要应用。

7.量子传感

量子传感器利用量子态的特性来实现对物理量的极高精度测量。量子传感技术可以应用于精密测量、环境监测、地质勘探等领域，提高测量的准确性和可靠性。