电影《变形金刚3》让世人领悟到单兵作战系统的神奇无比。我们从影片中看到美军3G单兵作战系统雏形:通过3G网络将移动量子隐身衣、分散的单兵头盔系统进行联网,就能将单兵的声音、图像、GPS定位送到后台中心,中心指挥人员通过电子屏幕就能知晓战场情况,听到单兵的实时图像、声音,准确掌握单兵所在的地理位置,并根据战场情况实时发出指令。现在,世界上的主要国家都在加紧研制新的单兵作战系统,这其中包括美军“陆地勇士”、德军“增强型未来士兵系统”、法军“FELIN未来士兵系统”等
电影《天际浩劫》中呈现“复仇者”无人机与美军最新研制的X-47B无人机编队协同配合保护地球的镜头量子隐身衣,让观众看到地球空中无人守护神的巨大能量。目前,世界各国竞相研制无人机,均向攻与防、侦与打一体化方向发展,按照先进空气动力学原理,采取飞行稳定与控制、轻型推进与动力系统、低功率轻型导航通信与处理系统,以及先进结构与专用传感器等技术,积极改进隐身无人机、“全球鹰”无人机、微型无人航空器、潜射无人机、无人干扰机、攻击性无人机、反雷达型攻击性无人机等,以便更好地执行战略、战役和战术侦察,监视战场,为部队的作战行动提供情报支援,必要时实施攻击等任务。美军正研制最新的隐形无人机“RQ-180”,构想图显示,它的外形酷似美国的另一款无人机X-47B,但隐形能力更强,除了侦察任务外,更有能力进行电子战。
电影《世界末日》科幻大片中,有一组装配在飞行器或者宇宙飞船上的激光武器,只要其发出一道光,就能准确无误秒杀敌人,现在电影里的场景已变为现实。美国国防高级研究计划局透露,美国现已完成对激光武器系统的首批测试,有望将激光武器安装在无人机或者战斗机上。虽然技术难度较大,但能研发出新型固态激光武器还是非常令人高兴的事,况且它的威力和束流质量都非常高。如今在美国庞大的武器研制清单中,有数十种形形色色的激光武器,它们部署的地方从地面量子隐身衣、空中一直延伸到太空,针对的目标也各有侧重,涵盖战场的各个角落。
量子技术的应用很广量子隐身衣,这里先介绍一下量子通信、瞬间移动,量子计算机,量子芯片,量子隐身衣
1.量子通信
所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式量子隐身衣,是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。
量子通信具有巨大的优越性,具有保密性强、大容量、远距离传输等特点。量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用,而且会极大地促进国民经济的发展。
量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性,不但在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景,而且逐渐走进人们的日常生活。彻底解决了真实系统和现有技术条件下量子通信的安全速率随距离增加而严重下降的问题。
我国目前已走到了世界先进水平,中科院“量子科学实验卫星”预计2016年8月16日1时40分,在酒泉
用长征二号
丁运载火箭成功发射升空。这既是中国首个、更是世界首个量子卫星。该卫星的发射将使中国在国际上率先实现高速星地量子通信,连接地面光纤量子通信网络,初步构建量子通信网络。
中国计划在2030年建成全球化的量子通信网络,因此在2011年启动了量子科学实验卫星的研制,2013年启动了光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目。于2017年8月底在合肥
完成了全网技术验收,2017年9月29日正式开通。建成的量子京沪干线连接北京与上海,贯穿济南、合肥等地,是千公里级高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络,属世界首例。网络一旦建成使得网络通讯的安全性得到加强,这样就为我国在未来战争中赢得了先机。
2.“瞬间移动”
几名物理学家2016年提出了一个计划,利用“量子叠加”技术,实现生物记忆的瞬间转移。该技术认为,粒子可以以不同状态同时存在于两个、或者两个以上的地方,即所谓的“叠加”,直到被观察到为止。
这一怪异的实验由普渡大学的李统藏教授(Tongcang Li)及清华大学的尹璋琦博士(Zhang-qi Yin)共同提出。
(在量子计算机里阐述)
3.量子计算机
2004年以来,世界上许多著名研究机构,如美国哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学,日本东京大学,荷兰理工大学等都投入了很大力量,在半导体量子点作为量子芯片的研究方面取得一系列重大进展。
作为迄今国内唯一以量子计算机的设计为目标的研究组,中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室郭光灿院士带领下的郭国平教授组现在主要的精力就投入到了半导体量子芯片的研究中。虽然起步比国际同行晚几年,这个研究小组已经取得了一系列国际一流水准的研究成果,比如单比特超快普适量子逻辑门、单比特超快普适量子逻辑门、单比特中电子自旋态演化的高效读取、量子受控非逻辑、三比特量子逻辑门、多量子比特的长程耦合等等。
在国家的战略重视和支持下,国内量子计算方面的研究已经形成新的热潮。1981年费曼提出量子计算机概念,同年,世界上第一台PC才刚被生产出来。对比经典计算机发展,量子计算机目前还处在“晶体管”向“集成电路”过渡的初级阶段。当下,各国正激烈竞争研制普适量子计算机,以抢占这项新技术的制高点。未来,当量子计算机走出实验室,必将深刻改变人类社会的面貌,帮助人类更好地探索无限可能的未来。
2017年5月3日,科技界迎来了一则重磅消息:世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。中国科学院5月3日在上海举行新闻发布会,对外发布了这一消息,这个“世界首台”是货真价实的“中国造”,属中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组攻关突破的成果。
在光量子计算取得突破性进展的同时,中国科学技术大学潘建伟研究团队在基于超导线路体系的量子计算研究领域也取得重大成果,打破了此前谷歌、美国航天航空局等实现的9个超导量子比特的高精度操纵。
量子计算机是指利用量子相干叠加原理,理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。曾有人打过一个比方:如果现在传统计算机的速度是自行车,量子计算机的速度就好比飞机。
什么是量子计算?我们知道目前已知的物质、或者说已知的自然界有的、最冷的也就是液氦,大概4K左右,跟太阳表面也就只差了三个数量级。我想要讲的这个冷,还在液氦的一万倍以下,就是在10 -4K往下开始,它有趣的地方在哪?随着原子运动速度越来越慢,它越来越冷,慢慢展现出它的波动的性质出来,形象地比喻来说就是这个原子变得越来越胖,当它本身的波长和它的距离可以比拟的时候,就变成了你中有我,我中有你,所有的原子变成了一个量子态。这个就叫“冷原子”
。什么意思?就是相当于我用一个可控的量子体系,就是在他的体系里面,就是用原子体系来模拟电子的体系。费曼提出的这个机制,某种意义上就是给电子建造一个风洞。用什么?用冷原子。为什么要用冷原子?当原子进入到玻色·爱因斯坦凝聚之后,它每个原子都一样了,在这个情况下才能够使得原子它在格点上的行为能够跟电子一模一样。所以就是说它可以利用原子做一个最简的可控模型,使计算能力得到重大的突破,当我们能够操纵比如说50个原子的时候,现在就已经能超越神威太湖之光的计算能力了。
抛开这些难懂的理论,现在讲起来最能直接应用的应用就是说目前现在这个高温超导,我们希望通过用冷原子来理解高温超导机制,反过来再建议怎么调整能够实现比如说室温下超导。如果真的能够实现室温下超导的话,那么像上海的磁悬浮也不用亏本运营了。上海到北京或许只要半个小时就可以到了。
4.量子芯片
目前传统集成电路芯片面临很大挑战,摩尔定理发挥作用的空间越来越小,利用降低线宽、增加单位面积和单位体积内晶体管数目来提高芯片性能的传统做法,已经难以为继。而通过量子信息技术,却有可以让芯片在处理能力和运算速度上产生革命性的提升。
5.量子隐身衣
量子隐身衣是通过量子
隐形材料制作成衣服,透过反射
穿衣者身边的光波
,可以使得穿着这种衣服的人达到“隐形”的效果。此技术更可用于军事上,让士兵像穿上“隐形军衣”,还可以避过夜视镜。
加拿大“超隐形生物科技”公司在接受美国有线新闻网
采访时,首次宣布了他们这一令人难以置信的“隐形外衣”发明。据该公司的CEO盖伊·克莱默声称,“隐形外衣”的正式名称为“量子隐形伪装面料”,是该公司经过多年秘密研究后的高科技
成果。这种神奇面料能使周围光线弯曲,从而使被它覆盖的人处于完全隐身状态。
量子技术是颠覆性技术,它不是几万亿、十几万亿的概念,它对国防、对经济带来的完全是颠覆性的影响。量子科技带来的,不仅是产业效益的增长,更重要的是,将对国防事业、经济发展产生深刻变革和长远影响。“可以说,人类未来将被量子科技颠覆。
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