《评估量子磁力测量作为战略反潜战新兴探测模式的潜力》最新52页

新兴技术一直是核威慑界深感忧虑的话题，因为人们担心它们可能削弱安全的二次打击能力。其中一项新兴技术是“量子磁力测量”的概念——即利用量子原理以获得更精确测量的磁场传感器。核潜艇可通过其在背景地球磁场中引起的磁畸变被探测到。量子磁力计可以实现对此类畸变的更精确测量。然而，由于对此新兴技术潜力缺乏确定性认知，政策界对此仍不明确。本论文探讨量子磁力测量在战略反潜战背景下影响的某些局限性。研究分为两部分：首先，对量子磁力测量技术与发展进行综述；其次，根据对关键参数的最佳非保密估算，描述与核潜艇相关的磁异常特征。研究发现，尽管量子磁力计确实可能催生更灵敏的磁异常探测器，但其对战略反潜战的影响将有限。首先，与潜艇相关的磁异常强度随距离的立方反比衰减。因此，探测潜艇所需最小磁场强度降低十倍，仅能使探测距离增加略超两倍。由于搜索潜艇需覆盖广阔海域，探测距离的提升必须非常显著才能产生战略影响。其次，磁力计的限制因素远不止灵敏度。在判断所测磁场变化是源自目标还是某种环境噪声时，还涉及信号处理问题。因此，尽管量子磁力测量确实可能提升潜艇探测能力，但其不太可能以严重影响核威慑稳定性的方式实现。

拥有核武库的国家将核威慑视为战略必需品，核力量被视为安全的“最高保障”[1, 2]。美国核武库由三部分组成：核武装轰炸机、洲际弹道导弹和核动力潜艇。这“核三位一体”的每个组成部分被认为提供不同的战略优势[3]。三位一体中潜艇部分的主要优势在于其生存能力——潜艇难以被探测，因此通过确保二次打击能力被视为可威慑先发制人打击。然而，技术进步引发了对当前核潜艇未来生存能力的担忧[4]。数位作者已讨论通过探测技术改进可能实现潜艇探测[4, 5]。此外，某些防务媒体宣扬的这种探测能力不对称劣势概念，已被视为值得警惕的潜在原因[6, 7]。其论点是新兴技术可能提升探测能力，使潜艇能被跟踪与摧毁。在此情形下，潜艇的生存能力将被削弱，不再被视为有效的威慑手段。

量子磁力测量正是被考虑的探测技术之一，该统称指代利用量子力学效应以获得超越经典磁力计灵敏度能力的磁场传感器[8]。尽管量子磁力计已应用于其他领域，但各种量子磁力测量方法在战略反潜战背景下的技术可行性及实际影响在很大程度上仍未得到探索。本论文旨在研究量子磁力计在探测水下潜艇这一应用场景中的潜力，为该技术实际可能达到的探测范围提供合理界限。通过确定战略反潜战中量子磁力计探测范围的合理预期，可以更恰当地理解与应对关于量子磁力测量对核威慑潜在影响的论断。

为确定量子磁力计在战略反潜战中的潜在用途，本研究将采用多维度方法。首先，分析技术本身。将考量多种量子磁力计，以确定其在探测磁场波动方面灵敏度与精度的物理限制。其次，探索与战略反潜战相关的磁特征。通过电磁计算与计算方法对当前核动力潜艇产生的磁场扰动进行建模。

本研究将通过具体考量各种磁力计技术对潜艇探测的适用性，扩展先前对个别磁力计技术的讨论。本研究将有助于国防政策与战略规划中的明智决策。此外，它将为其他新兴传感技术及其对战略反潜战等领域潜在影响的类似分析提供框架。