Vector Atomic және Infleqtion сияқты компаниялар жер асты зондтауын, қауіпсіз байланыс пен GPS-ке баламаларды дамыту үшін кванттық технологияларды қолдануда әскерилерге көмектеседі.
By Джереми Богайский
Ifқалқып бара жатқан шпиондық шар АҚШ-тан жоғары 19 ғасырдағы технологиялық соғыстың мысалы, квантты жақын болашақ деп ойлаңыз.
Пентагон бірнеше жылдар бойы соғыс жүргізу үшін кванттық физиканы қолданудың жаңа жолдарын іздестіруде, мысалы, қуаттырақ компьютерлерді жасау, GPS-ті тоқтату, байланыс қауіпсіздігін күшейту немесе суға батқан сүңгуір қайықтар мен жерасты бункерлерін жақсырақ анықтай алатын бақылау құралдарын жасау. Шұғылдық бар: Қытай да осы мүмкіндіктерді одан әрі дамытуға көп қаражат салуда.
Мысалы, GPS-ті алайық. АҚШ пен Қытай арасында қарулы қақтығыс болған жағдайда, екі жақтың да нысанаға алатын бірінші нәрселерінің бірі екінші елдің жаһандық позициялау жүйесі болады. Онсыз жердегі хаос пен аспандағы шатасуды елестетіңіз.
Зерттеушілер GPS үзілген жағдайда кемелер мен ұшақтардың бағытында қалуына, сондай-ақ зымырандарды нысанаға дәлірек бағыттауға мүмкіндік беретін кванттық жетілдірілген навигациялық жүйелерді әзірлеуде. Мұның бір бөлігі дәлірек атомдық сағаттарды жасауды қамтиды, өйткені GPS негізінде уақыт жүйесі — жердегі жерсерік пен қабылдағыш арасындағы уақыт айырмашылығын есептейді. Технология бес жыл ішінде дайын болады, дейді Әуе күштері зерттеу зертханасы директорының орынбасары Майкл Хайдук.
«Бұл әлемді керемет түрде өзгертеді және оны көп күтудің қажеті жоқ», - деді Уильям Кларк, физик және Infleqtion стартапының вице-президенті, осы саладағы көшбасшылардың бірі. Forbes.
ДАЙЫНСЫҢ БА ӘЛДЕ ЖОҚ ПА
Қорғаныс министрлігінің бірқатар кванттық технологиялардың дайындығы мен күтілетін әскери әсерін бағалауы.
Қытаймен технологиялық жарыста Пентагон көптеген салалардағы, соның ішінде кванттық ғылымдардағы зерттеулер мен әзірлемелерге шығындарды арттырды. Мемлекеттік органдарда 918 фискалдыда кванттық ҒЗТКЖ-ға жұмсау үшін 2022 миллион доллар болды, бұл 449 жылғы 2019 миллион доллардан жоғары, Бас қаржыгерлер қатарында Әуе күштерінің ғылыми-зерттеу зертханасы, қорғаныстың жетілдірілген ғылыми жобалары агенттігі және теңіз зерттеулері кеңсесі бар. Олардың жарналары венчурлық капиталдың ұлғаюымен толықтырылды. АҚШ-тың кванттық стартаптары 870 жылы 2022 миллион доллар қаржы жинады, деп хабарлайды Pitchbook, 2020 жылы екі есеге жуық.
Көбінесе кванттық компьютерлерді әзірлеуге назар аударылды. Классикалық есептеулер бір немесе нөл болатын «биттерге» негізделгенімен, кванттық есептеулер «кубит» ретінде субатомдық бөлшектерді пайдаланады. Суперпозицияның кванттық құбылысына байланысты кубиттер бір уақытта бір және нөлге тең болуы мүмкін немесе олардың арасындағы пропорциялар оларды ағымдағы машиналар қол жеткізе алмайтын күрделі мәселелерді жылдам шешу үшін пайдалануға мүмкіндік береді.
Пайдалы кванттық компьютерлер он жыл немесе одан да көп жерде болуы мүмкін, бірақ жеке атомдар мен фотондарды басқаруға қатысты негізгі зерттеулердің кейбірі дәлірек сенсорларды, соның ішінде акселерометрлер мен гироскоптар сияқты қозғалысты бақылайтындарды жасау үшін қолданылу алдында. сондай-ақ ауырлық күшінің және магнит өрісінің аздаған өзгерістерін анықтайтын құрылғылар.
Кванттық секіріс
Әскерилер кванттық технологияға арналған бірқатар қосымшаларды қарастыруда.
2017 жылғы есептер Қытайдың кванттық магнитометриядағы жетістігі оның су астындағы суасты қайықтарын миль қашықтықтан анықтау үшін әуедегі құрылғылар желісін орналастыру мүмкіндігін тудырды. Көптеген сарапшылар күмәнмен қарайды, бірақ ұзақ мерзімді перспективада кванттық гравиметрлер мен магнитометрлер мұнай мен минералды кен орындары, су қоймалары, бункерлер мен туннельдер сияқты жер асты нысандарын дәлірек картаға түсіре алады деп күтілуде.
Криптография
Қытайдың кванттық есептеулердегі серпіліс қаупі қазірдің өзінде киберқауіпсіздікке әсер етуде. Ұлттық қауіпсіздік инсайдерлері Қытай мен басқа да жауласушы елдер екенін айтады шифрланған коммуникацияларды жинау және АҚШ-тың басқа да құпия деректері және оларды кванттық компьютерлер шифрлауды бұзу үшін жеткілікті қуатты болған күнге дейін сақтау.
Өткен жылы Байден әкімшілігі мен Конгресс мемлекеттік органдарды кванттық компьютерлер үшін қабылданбайды деп есептелетін жаңа «кванттық» криптографиялық әдістерге көшуге итермелеу шараларын қабылдады.
Қытай кванттық кодты бұзу қаупіне басқаша және қымбатырақ әрекет етуде. Елде байланыстарды қамтамасыз ету үшін кездейсоқ кванттық кілттерді фотондар арқылы тарататын ірі қалаларды байланыстыратын мыңдаған мильдік талшықты-оптикалық кабельдер желілері дамыды. Кванттық механиканың табиғатына байланысты мұндай желіні тыңдау әрекеті фотондарды өзгертіп, пайдаланушыларды ескертеді деп саналады. Қытай сонымен қатар спутник арқылы кванттық кілттерді таратуды көрсеткен бірінші ел.
Осы күш-жігердің арқасында Қытай кванттық байланыста АҚШ-тан озып кетті, а RAND зерттеу өткен жылы аяқталды. RAND зерттеушілері АҚШ кванттық есептеулерде көш бастап тұр, бірақ олардың екеуінің де сезуде артықшылығы бар-жоғы белгісіз.
Уақыт және навигация
Жерсеріктік GPS-тің қазіргі буыны тек үш метрге дейінгі орындарды бағалай алады. Кванттық физика дәлдікке мүмкіндік береді.
Зертханаларда ғалымдар миллиардтаған жылдардан кейін бір секунд жоғалтатын оптикалық лазерлерге негізделген дәлірек, бөлме өлшеміндегі атомдық сағаттарды жасады. Vector Atomic - күнделікті далада қолдануға арналған кішірек, берік сағаттарды жасаумен жұмыс істейтін, сенімділік пен практикалық үшін зертханалық жетістіктердің озық өнімділігін сататын бірнеше компаниялардың бірі.
Өткен жазда көпұлтты Тынық мұхитының шетіндегі (RIMPAC) әскери-теңіз жаттығуларында Калифорниялық стартап шамамен бір сағаттан кейін дәлдігі секундтың 40 триллионнан бір бөлігіне ығысқан салыстырмалы түрде ықшам 10 литрлік пакетте кемедегі оптикалық сағаттарды көрсеткенін айтты. Қазіргі жерсеріктік GPS сағаттары 20 секундтан кейін соншалықты өзгереді.
Мұндай жақсартудың көптеген артықшылықтары болуы мүмкін. Жерден спутниктік сағаттарды жиі жаңартумен GPS дәл болып қалады. GPS сигналдарын жақындататын төмен орбиталық спутниктермен жұптастырылған кезде дәлірек уақытты анықтау дәлдікті сантиметрге дейін жақсартады. Бұл, мысалы, GPS жүргізушісіз көліктерді өз жолақтарында ұстай алады дегенді білдіреді.
Уақытты жақсарту ұялы және басқа сымсыз желілерді тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді, қазіргі уақытта өте кептеліс болып саналатын спектрге көбірек пайдаланушыларды жинайды.
Портативті атомдық сағаттарды ұшақтарға немесе жердегі көліктерге қоюға болады. Бұл американдық күштерге ұрыс алаңдарының айналасында байланыс сигналдары бар уақытша жергілікті GPS желілерін орнатуға мүмкіндік береді, ал АҚШ жаудың ғарыштық навигациялық жүйелерін тоқтатып тастады, деді DARPA-да кванттық бағдарламаларды басқарған Vector Atomic бас директоры Джамиль Або-Шаир. 2010 жылдан 2014 жылға дейін.
50 миллион доллардан астам үкіметтік зерттеу келісімшарттарын жинай отырып, венчурлық қаржыландыруды қабылдамаған компания Әскери-теңіз күштерімен және DARPA-мен бірге сағаттарды қол жүктерінен кішірейту үшін жобалармен жұмыс істеуде.
Сондай-ақ, RIMPAC көрмесінде Vector Atomic стандартты инерциялық навигация жүйесімен жұптастырылған ықшам кванттық гравиметрді көрсетті, ол теңіз кемелеріне GPS-сіз жүруге мүмкіндік береді. Құрылғы теңіз астындағы рельефтің өзгеруіне байланысты жергілікті ауырлық күшіндегі аздаған өзгерістерді өлшейді. Өлшемдерді гравитациялық картамен салыстыра отырып, құрылғы кеменің инерциялық навигация жүйесіндегі дрейфті түзетіп, кеменің орналасқан жерін үш апта бойы пайдалану кезінде дәл анықтады, деді Або-Шаир.
Компания екі-үш жылдан кейін көліктің жүк салғышына сыйатындай шағын энергияны үнемдейтін нұсқасын коммерцияландыруға кіріседі деп есептейді.
Бірнеше басқа компаниялар кванттық инерциялық сенсорлармен жұмыс істеуде, соның ішінде австралиялық Q-CTRL, ол 2023 жылдың ортасында серіктес Advanced Navigation компаниясымен кванттық қосылған навигациялық жүйенің далалық көрсетілімін жоспарлап отыр. Колорадо штатында орналасқан Infleqtion жеке көліктерге арналған кванттық позициялау жүйесін әзірлеу бойынша Ұлыбритания жобасының бөлігі болып табылады. Компания бастама үшін жасап жатқан кванттық гироскоп 2024 жылы ұшуға сынақтан өтеді.
байланыс
DARPA қаржыландыруымен өткен жылы ColdQuanta атауын өзгерткен Infleqtion спутниктік антенналарды ауыстыру үшін кванттық радиоқабылдағыштарды әзірлеуде. Оларды әскери тактикалық радиолар пайдаланатын HF және UHF диапазондарынан бастап SpaceX Starlink жерсеріктік кең жолақты желісі пайдаланатын K диапазонына дейінгі спектрдегі жиіліктерге реттеуге болады. Технология бір құрылғыны бүгінгі күні он түрлі қабылдағыш жиынтығын алмастыруға мүмкіндік береді, деді Кларк.
2025 жылға қарай компания шағын аяқ киім қорабының өлшеміне дейін кішірейтілген лазерлері мен артқы электроникасы бар қалта өлшемді алты диапазонды қабылдағышты көрсетуді жоспарлап отыр.
Әрі қарай, Кларк дәл осындай технология реттелетін көпжолақты таратқышты жасау үшін қолданылуы мүмкін екенін айтты. «Бұл Қасиетті Граил болар еді», - деді ол Forbes. «Бұл сіздің Star Trek коммуникаторы сияқты, кішкене құрылғыда толық жіберу және қабылдау болады».
жарыс
Кеңес Одағы 20-ғасырдағы ең ірі физик-теоретиктерді шығарғанымен, бүгінде Ресейде маңызды кванттық технологиялар дамып жатқанын көрсететін белгілер көп емес, дейді RAND зерттеушісі Эдвард Паркер. Forbes.
Қытайдың кванттық технологиядағы жұмысы ірі ұлттық зертханаларда шоғырланған. Бұл оның жеке компаниялары бар АҚШ-пен салыстырғанда кванттық сенсорларды коммерцияландыруда қолайсыздыққа әкелуі мүмкін, деді Паркер.
Паркер: «Қазір кванттық зондтаудағы нақты прогресс міндетті түрде зертханалық жұмыс немесе академиялық жұмыс емес, оны далаға шығару болып табылады», - деді Паркер. «Маған оларда мұндай ұсақ-түйек жұмысты орындау үшін жеке сектордың инфрақұрылымы бар-жоғы белгісіз».
КӨБІРЕК ФОРБАЛАРДАН
Дереккөз: https://www.forbes.com/sites/jeremybogaisky/2023/02/13/the-spy-balloon-is-just-the-start-venture-capital-joins-pentagon-in-spending-big- қытай-кванттық-технологиялық-соғыс/