近年来，以量子力学为理论基础的量子科技加速发展，关键核心技术频频突破，其在未来社会的应用场景轮廓和重大颠覆性作用正越来越清晰，其所映射的量子革命也备受世人关注。2023年4月，美战略与国际问题研究中心发布题为《赢得下一场战争的七项关键技术》的报告，该报告阐明了在当今这个充满竞争的时代，应当具备的能力，以及支撑能力所需的七项关键性技术。其中，量子技术属于位居前三的“冲刺技术”，是一项对传统技术体系产生冲击的重大颠覆性技术创新，正在重塑战争形态和作战样式。本文主要介绍量子技术的基本原理内涵、军事应用前景，以及世界主要国家和组织对量子技术领域制高点的争夺。
量子技术基本原理内涵
“量子”概念起源于20世纪初，其物理基础是量子力学，与描述宏观物质世界运动规律的牛顿经典力学相对应，量子力学主要是探究微观物质世界运动规律。该理论提出后迅速发展成为现代物理学的两大支柱之一，对传统科学理念产成了巨大冲击。目前，几乎所有与物质、能量和信息相关的学科都依赖于量子力学的基础，现代物理学的分支和相关边缘学科也无一例外地建立在量子力学之上。量子技术是基于量子力学的实践应用，在深刻改变人类对科学认知的同时，其应用领域不断拓展，主要应用原理有以下3个方面。
量子叠加在宏观世界中，每一个物体都有确定的状态和确定的位置。比如一个物体在A点，那么这个物体就不会在B点；但在微观世界量子力学的视角下，一个量子是可以同时处在A和B两个不同的点，这种状态就称之为量子叠加态。此时，如果外界对这个量子的位置进行观测，那么这个量子就会随机出现在A或B中的某一个点——这个过程叫坍缩。科学家有一个非常著名的思想实验“薛定谔的猫”，就较为生动的表示了量子叠加这种状态。
“薛定谔的猫”既生又死
量子比特计算机内部是依靠比特进行数据储存的，一个比特就是最小的计量单位，通常用二进制表示，即表示为0或1，这意味着它只能处于0或1其中一种。但是，量子比特的出现颠覆了传统的认知，由于量子叠加的特性，一个量子比特既可以表示0，也可以表示1，还可以表示0和1这两种状态组合的任意比例的叠加，这样就使得储存和计算功能就得到了指数倍的提升。
量子纠缠量子纠缠是指两个或多个粒子之间存在的一种特殊联系，即当我们改变一个粒子的状态时，另一个粒子的状态也会立刻改变，无论它们之间有多远的距离。就比如一对纠缠的粒子A和B，如果某一时刻对粒子A进行测量，检查它的自旋方向，那么同一时刻粒子B的自旋方向会立刻与之关联，即时发生变化。这种无论多远都可以瞬间发生关联的现象，也称为超距现象。
量子技术的军事应用前景
第一次量子革命带来了我们今天已经熟悉的技术，如核电、半导体、激光、磁共振成像、现代通信技术或数码相机和其他成像设备。以量子信息技术为代表的量子调控，带来第二次量子革命，使人类对量子世界的探索从单纯“探测时代”走向主动“调控时代”。作为一项新兴颠覆性技术，量子信息技术在国防领域的重要性日益凸显，有望塑造全球军事新变革和未来战争新形态，主要体现在量子通信、量子计算和量子传感技术三大军事化主攻方向。
量子纠缠现象中的超距现象
量子通信技术量子通信提供了更高安全性和保密性的通信方式。信息传递过程中采用“一次一密”的加密方式，任何截获或测量量子密钥的操作，都会改变量子状态，从源头上限制了窃听者获取和破解量子信息的可能性，使得量子通信在理论上具有不可破解性。
量子通信具备超大的信道容量，时效性高、传输速度快。量子通信的信息传输载体为光量子态，根据量子信息论原理，1个光量子在常温下可携带几十比特信息，比传统光通信高了几个数量级。
量子通信传输能力强，无需介质。量子通信与传播媒介无关，传输不会被任何障碍阻隔，可以克服各种不良天候，还能穿越大气层；既可在普通光纤等介质中通信，又可在太空、海底通信。
量子计算技术量子计算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，利用此运算优势，能够实现对海量数据的快速汇聚与分析计算，从而成为一个潜在的军事应用领域。
现代化战争需要实时动态感知战场态势，并能对敌方攻击做出轨迹识别并精准拦截，这就需要计算机具备高效处理复杂问题的大规模数据计算能力。针对传统计算机性能受限于摩尔定律的困境，以量子为核心的量子计算机，利用强大的量子计算能力为现代战争提供大规模算力支撑。量子计算技术的突破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。
量子传感技术量子传感与成像技术在军事目标探测和侦察方面也展现出巨大的潜力。量子传感技术可应用于定位、导航和目标探测等领域，利用量子纠缠、量子不确定性等量子物理属性，实现对未知环境参数的高精度、高灵敏度、高分辨率的感知；利用量子加速器和量子陀螺仪，可以提供精度高、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。
量子成像技术可以在低光照和气流紊乱情况下，利用漫反射原理，生成对远距离目标的高清晰的图像。同时，基于量子成像的侦察卫星研发工作也在紧锣密鼓地展开，旨在利用量子技术显著提升情报获取、战场目标探测与侦察能力。
总而言之，量子技术是一项新兴的、具有颠覆性的前沿技术，虽不能直接产生新的武器，但是可以大幅度提高现有军事武器装备性能，这必将进一步推动军事战略、战术的革新，重塑战争形态。
对量子技术领域制高点
进行争夺的具体措施
近年来，世界主要国家从战略高度，主动布局、积极谋划，相继推出不同层次、不同类型的量子科技发展战略，以推动相关领域研究，从而尽可能地抓住战略主动权，保持大国博弈中的优势地位。本文主要选取美国、欧盟和日本三个具有代表性的国家及组织。
美国：“三驾马车”，齐头并进。美国是世界上最早开展量子科技研究的国家之一，近年来，为确保自身相对于他国的军事优势，以及应对霸权衰落的现实需要，美国政府与军方已将量子技术作为增强美军战力、维持非对称军事优势的潜在重要手段。经过多年实践探索，美国形成了“三驾马车”三类衔接配套的战略，全方面支撑量子科技发展。
一是国会强化立法支持。2018年12月，美国会通过《国家量子倡议法案》，该法案既是美国统筹国内力量推进量子科技发展的法律基础，也是美国谋求量子信息科学及其技术应用全球领导地位的战略规划，旨在为量子科技的研发和应用提供法律基础和政策指导，加强跨部门合作，提升研发效能，促进公私合作，并推动国际标准的制定。
二是政府设立专项战略规划。美白宫国家科技理事会2018年9月发布《量子信息科学国家战略概览》等文件，明确将量子信息科学作为研发新支柱，并提出维护和扩大其在该领域的领导地位的战略方法。在此基础上，美国进一步提出了量子网络发展战略，陆续发布《美国量子网络战略构想》和《从远距离纠缠到建设全国范围的量子互联网》等文件，这些规划明确了量子网络的研发目标以及重点研究领域。
三是军地跨领域整合。量子技术已经成为美国政府和军队技术发展战略的重要组成部分。2019年和2020年，连续两年的《年度国防授权法》授权美国防部加大与私营企业合作，推进量子信息技术的创新发展；支持美各军兵种研究机构常态化设立量子信息科学研究中心，以便各军兵种同步推进量子信息技术的军事化进程。
美国的量子战略是一个全面、多层次的计划，涉及法律、研发、军地合作等多个方面，旨在推动美国量子科技的发展并保持其全球领导地位。
欧盟：泛欧合作，互利共赢。自20世纪90年代以来，欧洲联盟及其成员国便洞察到了量子科技的深远影响力，并对此领域进行了持久重点的支持与关注。近年来，面对全球量子科技领域的激烈竞争，欧盟连同英国、法国、德国等欧洲重要发达国家，在国际组织和国家两个层面上，积极制定并实施了一系列战略性规划。推动形成了一个多元化、多层次的量子科技发展新格局。
欧盟在组织层面牵头制定泛欧洲的量子科技发展战略。宣布于2018年启动为期10年、预算10亿欧元的“量子技术旗舰计划”，主攻通信、计算、传感和模拟4个方面的量子技术。2020年3月，量子旗舰战略咨询委员会发布报告《战略研究议程》对“量子技术旗舰计划”进行了细化，提出量子通信、量子计算、量子模拟，以及量子计量和传感等领域的发展路线图。
欧盟的量子科技发展战略旨在通过集中投资、跨国合作和政策支持，确立其在全球量子科技领域的领先地位。量子技术旗舰计划自2018年起支持了24个项目，涵盖量子通信、计算、模拟、传感和基础量子科学，该计划促进科研合作，发表了1300多篇科技论文，并催生了25家初创公司，申请了105项专利。欧盟还计划建设泛欧量子通信网络，为实现“量子互联网”奠定基础。这些努力共同铸就了一个以欧盟为核心，多国协同推进的量子科技发展模式，为欧洲在全球科技舞台上赢得了先发优势。
日本：起步虽晚，奋力追赶。近年来，日本政府开始重视量子科技领域的研发攻关，并表示未来将继续加大投入、加速追赶研究进度。
日本首台“国产”量子计算机上线，
拥有64个量子比特
一是把握重点，建立领导机构。日本政府鉴于本国量子领域研发相对落后的国情，采取“牵头抓、抓重点”的方式，分别于2021年2月、2022年5月在全国层面建立顶层的领导机构来统合管理协调量子技术研发，并新设数个量子功能创制研究基地，主要由研究机构和重点高校牵头，对目前全球范围内主流的量子技术，例如超导量子计算机、量子材料、量子元件、量子软件、量子通信、量子安全等方面进行具体研发。
二是广结盟友，竞争中求合作。日本政府深刻意识到单靠自身的力量，在目前整个量子领域研究方面，难以有自身的立足之地，不足以形成核心竞争力。因此，日本政府选择积极乐观接受现实，主动向美国、欧盟等强劲竞争对手寻求合作，在《量子技术创新战略（最终报告）》中明确提出要在未来5年内与欧洲和美国建立政府层面的量子技术多边和双边合作框架，通过广泛深度合作快速补足自身在技术、产业等方面的短板，以实现在量子领域更长远的发展。
通过系统长远的规划设计，日本已逐渐探索形成一套适用自身发展的技术路线和合作理念，未来或将成为量子研究领域不容小觑的国家。
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