Владимир Овчинский. Квантовые технологии для военного применения

Владимир Овчинский.

Квантовые технологии для военного применения.

США, Великобритания и их союзники активизировали их разработку.

От гонки за атомную бомбу во время Второй мировой войны до гонки ядерных и космических технологий времён Холодной войны, а теперь и глобальной гонки искусственного интеллекта — каждое технологическое достижение меняло геополитический ландшафт. Сегодня, подобно искусственному интеллекту, квантовые технологии привлекают внимание своим стремительным развитием и далеко идущими последствиями.

Учитывая огромный потенциальный рынок и ожидаемую коммерциализацию в течение ближайших пяти лет, глобальная конкуренция обостряется. Квантовые достижения, от вычислений и коммуникаций до датчиков обнаружения объектов, несут в себе огромный потенциал для трансформации как коммерческих отраслей, так и национальной обороны.

Что такое квантовая технология?

Вся материя, включая человеческое тело, состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из квантовых частиц. Эти частицы проявляют как волновые, так и корпускулярные свойства и ведут себя в соответствии с уникальными законами физики, управляющими квантовым миром в наномасштабе, где один нанометр равен одной миллионной миллиметра. В этом масштабе квантовая технология использует квантовую механику для значительного улучшения вычислений, датчиков и коммуникаций. Квантовые компьютеры способны решать сложные задачи и выполнять оптимизацию, чрезвычайно сложную для классических компьютеров. Их потенциальные области применения охватывают криптографию, материаловедение и логистику.

Пентагон работает над созданием квантового компьютера

Microsoft начала 2025 год с представления квантового чипа Majorana, почти через восемь лет после своего прорыва в области квантового языка. Разработка чипа компьютерным гигантом вызвала бурную дискуссию в научном сообществе, среди физиков и представителей оборонного сектора, внимательно следящих за развитием сегмента квантовых вычислений. Правительство США также следит за развитием событий и выделило три фундаментальные области для военных приложений: квантовую связь, квантовые вычисления и квантовые датчики.

Примечательно, что Microsoft уже сотрудничает с Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) над созданием квантовых компьютеров промышленного масштаба. Это партнёрство стартовало в 2024 году. Создание квантового компьютера — невероятно сложная, длительная и дорогостоящая задача, но, как утверждается, его преимущества по сравнению с традиционными компьютерами будут экспоненциальными. По мнению научных консультантов Совета по оборонной науке (DSB), квантовые компьютеры позволят разрабатывать «более точные летальные автономные системы оружия».

Более того, аналитики прогнозируют, что системы искусственного интеллекта, работающие на основе квантовых компьютеров и связанные с передовыми датчиками, могут усилить разведывательные, наблюдательные и разведывательные возможности вооруженных сил. Что касается датчиков, инженерные эксперты предсказывают двоякую перспективу. С одной стороны, эти комплекты датчиков нового поколения значительно расширят возможности подводных лодок по обнаружению противника, усилят возможности радиоэлектронной борьбы и помогут военнослужащим выявлять подземные угрозы, но в руках противника они могут оказаться разрушительными. Более того, выдвигается гипотеза, что квантовая связь обеспечит быструю и безопасную сетевую связь для оборонных вооружений.

В апреле 2025 года DARPA объявило, что в рамках своей Инициативы по квантовому бенчмаркингу (QBI) выбрало 20 компаний для создания отказоустойчивого квантового компьютера до 2035 года. В этот список вошли такие известные компании, как HP и IBM.

Для справки:

В июне 2025 года IBM объявила о подробных планах по созданию к 2028 году квантового компьютера с коррекцией ошибок и значительно большей вычислительной мощностью, чем у существующих машин. Компания надеется сделать компьютер доступным для пользователей через облако к 2029 году.

Предлагаемая машина, получившая название Starling, будет состоять из сети модулей, каждый из которых содержит набор чипов, размещенных в новом центре обработки данных в Покипси, штат Нью-Йорк.

IBM заявляет, что Starling станет прорывом в области квантовых вычислений. В частности, компания стремится сделать его первой крупномасштабной машиной с коррекцией ошибок. Если Starling добьется этого, IBM, пожалуй, решит самую большую техническую проблему, стоящую перед отраслью сегодня.

Кроме того, в 2018 году была подписана Национальная квантовая инициатива (NQI) для ускорения развития квантовых вычислений в интересах «национальной безопасности», среди прочего. Какова конечная цель? В своём докладе «Оценка мировых угроз за 2025 год» Разведывательное управление Министерства обороны США предупредило, что такие конкуренты, как Китай и Россия, стремительно развивают квантовые возможности, выделяя такие области военного применения, как сенсорика и дешифрование сообщений.
Как и в случае с оружием и боеприпасами, это гонка, цель которой — опередить геополитических соперников. «Квантовые технологии могут повлиять на все сферы современной войны», — говорится в исследовательской статье, опубликованной в журнале EPJ Quantum Technology. Однако в статье также ясно указано, что большинство квантовых военных приложений на данный момент носят теоретический характер и не были продемонстрированы в реальных условиях. Но это не означает, что у них нет потенциала. На самом деле, совсем наоборот.

Центр академических исследований передовых технологий утверждает, что квантовые вычисления могут повысить эффективность военной подготовки за счёт ускорения моделирования и улучшения анализа с помощью моделирования военных операций в масштабе миссии. Они также могут ускорить военную логистику, оптимизировать цепочки поставок, открыть возможности для автономных боевых машин, помочь в разработке новых материалов и решить важнейшую проблему предиктивного обслуживания и готовности парка техники.

В дискуссиях о квантовых вычислениях часто обсуждается вопрос о том, насколько развита технология взлома шифрования – метода, превращающего читаемую информацию в нечитаемый шифр. Шифрование широко используется – от зашифрованных чатов в WhatsApp и данных кредитных карт до конфиденциальной военной переписки. Информация разведки, наблюдения и обороны защищена надёжным слоем шифрования или несколькими такими слоями. В зависимости от того, кого вы спрашиваете, и используемых протоколов безопасности, ответ на вопрос «насколько легко взломать шифрование» будет разным. Например, обычному компьютеру потребуется около 300 триллионов лет, чтобы взломать шифрование RSA.

И с увеличением длины ключа шифрования время, необходимое для его взлома, экспоненциально растёт. Именно здесь на сцену выходят квантовые компьютеры. По оценкам правительства США, самые мощные квантовые компьютеры могут содержать всего 1088 кубитов, но для взлома шифрования потребуется не менее 20 миллионов кубитов. Однако правительство США уже разрабатывает планы по вступлению в эпоху постквантовой криптографии, планируя перейти от криптографических систем к квантово-устойчивой криптографии к 2035 году. Эта осторожность вполне обоснована.

В конце 2024 года китайские исследователи заявили, что взломали шифрование RSA с помощью квантового компьютера D-Wave. «Наши результаты показывают, что квантовая технология D-Wave может эффективно атаковать системы шифрования, защищающие конфиденциальную информацию по всему миру», — цитирует команду CSO. RSA преуменьшила риски, заявив, что взлом 50-битного целочисленного алгоритма «далеко не сравним» с взломом распространённого 2048-битного шифрования RSA.

DARPA развивает квантовые датчики для военной техники

Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) заключило с австралийской фирмой Q-CTRL контракты на сумму 24,4 млн долларов США на усовершенствование инструментов квантового сенсорирования для военной техники.
Квантовые технологии поддерживают навигацию без спутниковых сигналов в средах, подверженных глушению, спуфингу или блокировке сигнала.

В рамках этой инициативы Q-CTRL разработает квантовые навигационные датчики нового поколения, используя результаты предыдущих полевых испытаний в воздушных, морских и наземных условиях.

Датчики, оснащенные программным обеспечением на базе искусственного интеллекта, могут надежно работать на подвижных военных платформах без необходимости использования традиционной защиты или изоляции.

В сотрудничестве с Q-CTRL компания Lockheed Martin выступит в качестве субподрядчика, предоставив свой опыт в области GPS и квантовых технологий.

Улучшение квантового сенсора

Эта инициатива является частью программы DARPA «Надежные квантовые датчики» (RoQS), которая направлена на ускорение разработки, тестирования и проверки квантовых датчиков для оборонных применений.

Хотя квантовые навигационные датчики обладают высокой точностью в контролируемых условиях, их производительность ухудшается на движущихся платформах из-за таких факторов, как механические вибрации и электромагнитные помехи.

Для решения этих проблем программа RoQS разрабатывает датчики, способные сохранять точность и стабильность в сложных условиях.
В последние месяцы Q-CTRL занималась развитием технологий квантовой навигации посредством полевых испытаний и оборонных контрактов.

В июле 2025 года компания провела полевые испытания совместно с Королевским австралийским флотом, разместив свои программно-усовершенствованные квантовые датчики на борту MV Sycamore, судна поддержки австралийского флота.
Датчики работали непрерывно в течение 144 часов, осуществляя навигацию, регистрируя незначительные изменения гравитации Земли, вместо того чтобы полагаться на сигналы GPS.

Ранее в 2025 году компании Q-CTRL и Lockheed Martin выиграли контракт от Подразделения оборонных инноваций Министерства обороны США на создание прототипа квантовой инерциальной навигационной системы под названием QuINS.
Технология использует чувствительные к движению квантовые датчики для расчета положения, скорости и ориентации платформы независимо от спутниковой навигации.

Технический директор ВМС США включил искусственный интеллект и квантовые технологии в список приоритетных направлений развития технологий
ВМС США опубликовали новую служебную записку, в которой подробно изложены пять главных технологических приоритетов для будущих инвестиций, и ставит искусственный интеллект (ИИ) и квантовые технологии на первое место в этих планах инвестиций в технологии.

В меморандуме от 17 июня 2025 года исполняющий обязанности главного технического директора ВМС США Джастин Фанелли подчеркнул необходимость более гибкого, целенаправленного и проактивного подхода к разработке технологий для удовлетворения быстро меняющихся потребностей военных и гражданских миссий службы.

«В конечном итоге цель состоит в том, чтобы быстрее предоставить бойцам современные возможности», — написал Фанелли.
Структура приоритетных технологических областей (PTA) Департамента образования ВМС определяет иерархию технологий уровней 1, 2 и 3. Хотя некоторые технологии могут охватывать несколько категорий, PTA представляет собой дорожную карту для удовлетворения наиболее неотложных и стратегических технологических потребностей департамента.

Возглавляют список искусственный интеллект и автономность, которые Фанелли назвал ключевыми для получения преимущества в принятии решений в информационной войне и улучшения взаимодействия человека и машины. В частности, ВМС США ищут решения на основе искусственного интеллекта для анализа данных в реальном времени и автоматизированного принятия решений, чтобы повысить эффективность миссий.

Приоритетные направления уровня 2 включают такие основные возможности, как прикладное машинное обучение и обработка естественного языка; доверие, гарантии и управление для безопасного развертывания и надзора за моделями; автономные системы для поддержки выполнения миссий; а также инфраструктуру и развертывание, включая периферийную инфраструктуру ИИ и конвейеры DevSecOps.

На втором месте в списке — квантовые технологии, которые в меморандуме определены как критически важные для безопасной связи, датчиков и вычислений следующего поколения, «при этом квантовое шифрование повышает безопасность сетей, а квантовые вычисления совершенствуют обработку данных и киберустойчивость».

Ключевые квантовые приоритеты уровня 2 включают безопасную связь и шифрование, транспортировку, обнаружение и позиционирование, навигацию и синхронизацию, а также обеспечивающую инфраструктуру.

В список также вошли концепция нулевого доверия и кибербезопасность в целом. ВМС США уделяют особое внимание передовым стратегиям киберзащиты, таким как автоматизация анализа угроз и проактивные механизмы безопасности для противодействия враждебным операциям. Приоритеты кибербезопасности уровня 2 включают управление идентификацией и доступом, архитектуру нулевого доверия, кибероперации и безопасность операционных технологий.

В список также входят усовершенствованные возможности командования, управления, связи, компьютеров, боевых систем, разведки, наблюдения и рекогносцировки (C5ISR) и военно-космической связи, что отражает растущее внимание Министерства обороны к интегрированной осведомленности и космическим возможностям.

Чтобы обеспечить соответствие более широким оборонным приоритетам, Министерство обороны координировало программу PTA с направлениями военно-морских исследований и технологий Управления военно-морских исследований и критически важными технологическими направлениями Министерства обороны. Кроме того, технический директор сотрудничал с исполнительными офисами программ, занимающихся вопросами информационной войны, для консолидации полученных данных.

«Такое согласование и консолидация данных поможет устранить путаницу и предоставить более унифицированное сообщение всем заинтересованным сторонам», — говорится в меморандуме, подчеркивая, что сотрудничество имеет решающее значение для ускорения внедрения критически важных технологий ВМС.

Фанелли охарактеризовал меморандум PTA как четкий сигнал партнерам как внутри правительства, так и за его пределами, призванный формировать инвестиционные стратегии и направлять распределение ресурсов в масштабах всего предприятия.

Но по мере развития технологического ландшафта будет меняться и документ PTA. Военно-морской флот планирует использовать модель «Инвестиционный горизонт» — отраслевой стандарт для отслеживания инноваций и отчуждения инвестиций — для корректировки приоритетов с учётом новых технологий.

«Вся таксономия приоритетных технологических областей, включая уровни 1, 2 и 3, размещена на веб-сайте DON CIO и будет регулярно обновляться», — говорится в служебной записке.

Лаборатория оборонной науки и технологий Великобритании (Dstl) разрабатывает квантово-усиленные атомные часы для военного использования
Правительство Великобритании объявило о разработке Лабораторией оборонной науки и технологий квантовых атомных часов, которые позволят усовершенствовать военные операции за счет точного и надежного определения времени, снижая зависимость от систем GPS, подверженных сбоям.

Исключительная точность часов находит применение в таких приложениях, как защищенные сети связи, повышенная точность вооружения и усовершенствованные навигационные системы.

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на миниатюризации технологии для размещения на военных транспортных средствах и самолетах, а сотрудничество с промышленностью и научными кругами позволит в течение пяти лет довести часы до уровня оперативного использования.

Правительство Великобритании инвестировало более 28 миллионов фунтов стерлингов (около 35 миллионов долларов США) в квантовые исследования и разработки, включая разработку часов.

Часы спроектированы так, чтобы сохранять точность хода, которая, как рассчитано, составляет менее одной секунды за миллиарды лет. Эта возможность снижает зависимость от глобальных навигационных спутниковых систем, которые подвержены глушению и помехам. Генеральный директор Dstl Пол Холлинсхед назвал эту разработку «…значительным достижением в развитии возможностей Великобритании в области квантовых технологий. Собранные данные не только определят будущие оборонные усилия, но и послужат сигналом для промышленности и академических кругов о том, что мы серьёзно относимся к изучению квантовых технологий для обеспечения безопасного и устойчивого оперативного преимущества».

Применение в военных системах и будущие адаптации
Атомные часы могут применяться не только для измерения времени. Они также могут использоваться для усовершенствованных навигационных систем, безопасных сетей связи и повышения точности современного оружия. Снижая зависимость от GPS, эта технология призвана укрепить национальную безопасность, предоставляя устойчивую систему времени, менее уязвимую к помехам, подмене сигналов или разрушению во время конфликтов.

Мэтт Стил из Управления главного технического офицера Королевского флота прокомментировал важность часов, заявив: «В ближайшие несколько лет способность эффективно действовать, выживать, ориентироваться и оставаться смертоносным с использованием квантовой технологии в сочетании с GPS обеспечит оперативное преимущество». Министерство обороны также отметило роль часов в поддержке зашифрованных военных сетей и уточнении расчётов траектории управляемых ракет.

Часы разрабатываются с целью дальнейшей миниатюризации для более широкого применения. Дальнейшие исследования будут направлены на адаптацию технологии для использования на альтернативных платформах, включая военную технику и самолёты.
Депутат парламента Мария Игл, министр оборонных закупок и промышленности, подчеркнула важность интеграции передовых технологий в существующие системы, заявив: «Интеграция передовых технологий в существующие возможности иллюстрирует приверженность правительства инновациям в оборонном секторе и обеспечению наших Вооруженных сил наилучшим возможным снаряжением для обеспечения нашей безопасности дома и силы за рубежом».

Проект включает сотрудничество с такими партнёрами, как Infleqtion UK, Aquark Technologies, HCD Research и Имперский колледж Лондона. Целью этих партнёрств является интеграция опыта промышленности и академических кругов для усовершенствования технологии и подготовки её к практическому применению в течение пяти лет.

Испытания «Демонстрации усовершенствованной системы хронометража» оценивают производительность часов и потенциальные ограничения. Испытания, проводимые при участии Королевского флота и команды Army Futures, являются первыми испытаниями квантовых часов, созданных в Великобритании, вне лабораторных условий. Размышляя о значимости этих испытаний, Холлинсхед отметил: «Собранные данные не только определят будущие оборонные усилия, но и послужат сигналом для промышленности и академических кругов о том, что мы серьёзно относимся к изучению квантовых технологий для обеспечения надёжного и устойчивого оперативного преимущества».

Источник: ok.ru

Комментарии: