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超导量子计算与太空算力及军事的运用和展望

更新时间:2026-02-08 09:47:09

  超导量子计算与太空算力是当前量子科技领域的两个关键方向,其技术突破为军事应用奠定了基础。

  超导量子计算以超导约瑟夫森结为核心,具有可扩展性强、操控精度高等特点,是当前量子计算的主流技术路线之一。中国的超导量子计算进展显著:

  “祖冲之三号”与“天衍-287”:2025年,中国科学技术大学研制的“祖冲之三号”超导量子计算原型机,集成了105个可读取比特和182个耦合比特,处理特定问题的速度比最快的超级计算机快千万亿倍,创下超导体系量子计算优越性世界纪录。同年,中国电信量子研究院基于“祖冲之三号”芯片研制的“天衍-287”超导量子计算机,实现了全国产化硬件部署(包括大容量稀释制冷机、测控电子学等关键部件),并通过AI赋能的自动校准系统,将调试周期从数周缩短至几天,标志着超导量子计算从实验室走向实用化。

  量子纠错技术突破:中国科学技术大学“祖冲之二号”超导量子计算机实现二维非平衡拓扑相操控,量子比特错误率降至0.001%(比IBM Eagle处理器低一个数量级),通过拓扑编码实现了“自带防护”的量子纠错,为构建大规模量子计算机扫清了关键障碍。

  太空算力是指将计算资源部署在太空平台(如卫星、空间站),通过星载智算系统实现数据的在轨处理、分析与智能决策。中国的太空算力进展迅速:

  “三体计算星座”:2025年5月,之江实验室主导构建的“三体计算星座”成功发射入轨,包含12颗计算卫星,均搭载星载智算系统与星间通信系统,能够实现整轨卫星互联,具备太空在轨计算能力,构建了天地一体化网络。

  “零碳太空计算中心”:2025年11月,国星宇航自主研发的“零碳太空计算中心”获评世界互联网大会“互联网之光”博览会十大精品首发成果,其利用太阳能供电与太空低温环境,实现了低功耗、高可靠性的太空算力输出。

  超导量子计算与太空算力的结合,正在重塑军事领域的作战模式,其应用场景涵盖情报侦察、指挥控制、精确打击、网络安全等多个维度。

  现代战场是“数据中心战”,卫星、无人机、雷达等设备产生的海量数据需要快速处理。超导量子计算的并行计算优势与太空算力的在轨处理,能极大提升情报处理效率:

  量子超导干涉仪反潜:2025年,上海交大团队研发的首台量子超导干涉仪走出实验室,其利用超导量子比特的高灵敏度,探测潜艇对地球磁场的细微扰动(即使潜艇关闭发动机,金属艇壳的磁化效应仍能被捕捉到),探测距离达6公里,能有效破解美国潜艇的“静默隐身”战术,使南海成为“透明海洋”。

  量子雷达目标识别:量子雷达利用量子纠缠特性,能在复杂电磁干扰中剥离隐身目标信号(如B-2、F-35等),探测距离较传统雷达提升3个数量级。结合太空算力的在轨数据处理,量子雷达能实现实时目标识别与跟踪,为导弹打击提供精准目标数据。

  指挥控制的实时性是现代战争的关键,超导量子计算与太空算力的结合能实现绝对安全、低延迟的通信:

  量子通信网络:中国“墨子号”量子卫星构建了天地一体化的量子通信网络,利用量子密钥分发(QKD)技术,实现“不可窃听、不可破解”的通信。结合超导量子计算的加密算法优化,量子通信网络能为军事指挥提供端到端的安全保障,避免通信被截获或篡改。

  太空算力在轨决策:太空算力平台(如“三体计算星座”)能在轨处理卫星传回的情报数据,实时生成决策指令(如导弹打击参数、无人机集群控制),减少地面传输延迟,提升指挥效率。

  超导量子计算的复杂系统模拟能力与太空算力的实时数据处理,能提升导弹打击的精准度与突防能力:

  弹道计算瞬时优化:“本源悟空”超导量子计算机(搭载72位自主研发的超导量子芯片)能快速模拟导弹在大气扰动、电磁干扰下的弹道,实现瞬时优化(从传统的数小时缩短至几分钟),命中精度从米级向厘米级跨越。

  高超音速武器突防:量子计算能快速破解敌方反导系统的拦截算法,规划出反导系统的防御盲区,配合高超音速滑翔技术,让导弹具备“变轨不可预测、拦截无从下手”的突防优势。

  超导量子计算的强大算力能破解传统加密体系(如RSA、ECC),同时量子通信的绝对安全能构建“量子盾牌”,提升网络安全能力:

  密码破解与防御:超导量子计算机(如“天衍-287”)能快速分解大数质因子,破解传统公钥加密体系。同时,量子计算能优化抗量子密码(PQC)算法,测试其安全性,加速自主可控的抗量子密码标准落地。

  量子网络攻击:量子计算能模拟网络攻击场景,优化攻击算法,提升网络战的主动性。结合太空算力的在轨数据处理,量子网络攻击能实现精准打击(如瘫痪敌方金融系统、电力网络)。

  超导量子计算与太空算力的结合,将推动军事领域从“传统战争”向“量子战争”转型,其未来展望包括:

  未来,量子计算与太空算力将构建量子化指挥、控制、通信与情报(QC3ISR)体系,实现实时感知、智能决策、精准打击。例如,“天衍-287”超导量子计算机能与“三体计算星座”协同,实时处理卫星传回的情报数据,生成打击指令,通过量子通信网络传输至导弹,实现“发现即摧毁”。

  未来,中国将构建太空量子算力网络(如“墨子号”量子卫星与“三体计算星座”协同),实现全球覆盖、高时效、绿色低碳的算力输出。太空量子算力网络能支撑全球快速连接、即时服务、智能决策,为国防安全、气象监测、智慧城市等提供有力保障。

  量子探测:量子超导干涉仪、量子雷达能实现全时段、全地域的目标探测,使敌方潜艇、隐身飞机等“无处遁形”。

  超导量子计算与太空算力的结合,正在重塑军事领域的作战模式,其应用前景涵盖情报侦察、指挥控制、精确打击、网络安全等多个维度。中国的超导量子计算(如“祖冲之三号”“天衍-287”)与太空算力(如“三体计算星座”“零碳太空计算中心”)进展显著,为军事应用奠定了坚实基础。未来,量子计算与太空算力的协同,将推动军事领域从“传统战争”向“量子战争”转型,构建量子化指挥控制体系与太空量子算力网络,实现“发现即摧毁”的战争目标。返回搜狐,查看更多

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