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电子战迈入量子时代

尽管最近对EA-18G "咆哮者 "进行了升级,包括对其F/A-18 "大黄蜂 " "超级大黄蜂 "改型进行了现代化改造,但美国正在失去其 EW 优势。

 意识到这一点后,美国空军认识到有必要重振冷战后被忽视的电子战能力。

空军少校说:"我们仍然拥有技术优势,但比过去的优势要小。"我们现在的重点是,让这种优势回归"。这方面的努力包括建立专门的部队和加速更新 EW 反制措施。

 兰德公司工程师乔纳森-罗伯茨(Jonathan Roberts)说。"认知电子战正在推动数据科学和信号处理领域的进步,这些进步与我们的领域以及我们对数据的思考方式有关,而这些数据以前都会被丢弃"

人工智能和机器学习也被应用于增强电子战能力,从而有可能减轻人类操作员的负担并提高系统性能。而且,随着系统变得更加自主,人们正在推动使用支持更大带宽和更低延迟的更高频率。然而,这也带来了更高的衰减和更易中断等挑战。

 射频光纤传输技术是一种利用光纤在天线和受保护区域之间传输无线电信号的方法,可防止电磁干扰和探测,是一种用于对抗以指挥基础设施为目标的技术。

 另一项被视为现有和未来电子战重要补充的技术是量子技术,它是包括美国、英国在内的先进国家长期防御规划的前沿技术。

量子战争的出现

SpringerOpen报道,量子战争(QW)是将量子技术(QT)用于军事应用的战争,它影响着所有战争领域的情报、安全和防御能力,并带来了新的军事战略、理论、场景、和平以及伦理问题。

 根据联合空中力量能力中心(JAPCC)的说法,QT 的基础是量子。

量子革命1.0包括核裂变、激光和半导体,其中量子行为的统计方面得到了利用。量子革命1.0曾经并将继续影响社会的方方面面,包括国防。

 量子革命2.0(我们正在进入这一阶段)将利用 "量子物理学的全部所谓'奇异'定律,达到已知物理学的极限",在量子革命2.0 中,我们将利用电子、原子、原子核、分子和准粒子等单个量子系统的行为,(来)改进和提高目前的传感、通信和计算能力。虽然大多数 QT 方面的研究仍处于基础研究而非应用研究阶段,但我们可以预见一些与国防高度相关的应用"

 2021 年,北约国防部长批准了 "新兴和颠覆性技术(EDT)战略",以促进以协调一致的方式开发和采用军民两用技术,包括量子技术。

 "北约组织、机构和成员国正在理论和实验两方面积极研究量子技术,以应对固有的关键技术挑战"。联合咨询理事会写道。在2021 年峰会上,盟军领导人启动了北方防务创新加速器。

北约大西洋研究中心(DIANA)有一个专门研究 QT 的分支机构。

 "重要的是,QT 是北约 ACT 研究关注的一个主题。此外,北约科学和技术组织的研究报告'2020-2040 年科学和技术趋势'审查了北约对 QT 的基础和期望。

 值得注意的是,目前大多数 QT 的技术就绪水平(TRL)较低,因此很难准确预测其实际性能、能力、潜在应用和时间表。

未来的量子战争

随着研究人员在开发 QW 方面取得进展,包括在安全通信和加密领域,各种军事应用中的传统方法将获得显著优势。

"量子密钥分发(QKD)和量子通信系统可为信息交换提供高度安全的通道,可抵御拦截和窃听,这些安全通信方法可大大提高关键军事数据的保密性和完整性,确保在军事行动期间进行可靠和安全的信息交换。

此外,QW 还可用于对抗敌方的干扰和欺骗技术。传统的电子战系统容易受到破坏或操纵,可能会影响军事行动的有效性。另一方面,量子雷达和通信系统可在以下情况下运行攻击能力:量子计算具有更强的抗干扰、或抗欺骗能力,即使在有争议的环境中也能保持准确的探测和通信能力。

 量子电子设备还能支持先进攻击能力的开发。量子传感器,如量子磁力计和加速度计,可用于探测和跟踪敌方的电子系统,包括通信网络、雷达站、电子对抗系统等。

通过提供有关潜在目标的详细而准确的信息,量子武器可以帮助更有效地规划和执行进攻行动。

 此外,量子计算可以快速处理和分析海量数据,从而在未来的电子战中发挥关键作用。这种增强的计算能力可支持用于探测、识别和瞄准敌方目标的复杂算法的开发。以及设计先进的反制和欺骗技术。

 虽然一些量子传感技术已经得到评估,但更先进的量子电子战系统预计将在未来 5 10 年内问世。尽管如此,将量子技术从实验室环境过渡到可实地部署的实用系统仍是一项巨大挑战,尺寸、重量、功率要求和成本等问题都需要解决。

 随着量子技术的不断进步,它们有可能极大地改变电子战能力,在传感、通信和信号处理方面提供新的优势。

量子电子战

       量子电子战是将量子技术原理应用于电子战(EW)。量子电子战的一些关键方面包括增强传感和探测:量子传感器可以探测和监测范围更广的电磁频谱。具有比传统系统更高的灵敏度。这样就能改进对敌方通信、雷达信号和其他电子发射的探测。

       更宽的带宽覆盖范围:量子 EW 传感器可即时监测更宽的带宽,从而提高拦截稍纵即逝或低功率信号的概率。信号与需要依次扫描不同频段的传统系统相比,这种能力具有显著优势。

       改进信号分析:量子技术可实现更精确的信号分析,从而有可能更好地识别和描述敌方电子系统。

       量子雷达:尽管量子雷达在很大程度上仍停留在理论阶段但可提供更高的抗噪能力等优势、低强度发射带来的隐身性,甚至目标识别能力。

       安全通信:量子密钥分发和其他量子通信技术可为军事通信提供高度安全的信道,可抵御拦截和窃听。

       反干扰:量子系统可能对传统的干扰和欺骗更有抵抗力。量子系统对传统干扰和欺骗技术的复原能力更强,可在有争议的环境中保持准确的探测和通信能力。

       进攻能力:量子计算有可能破解当前的加密方法,对安全通信构成重大威胁。然而,这种能力距离实际应用还有数年时间。

                                                                                                   发布日期:202487

                                                                                                                                                来源: 电波之矛


发布日期: 2024-08-08    访问总数: 399