新兴量子技术有望推动、破坏或实现信息技术的新功能,用于各种军事、安全和安保应用。加拿大国防部(DND)、加拿大武装部队(CAF)和加拿大的盟友可以利用这些技术改善行动。如果落入对手和坏人手中,这些技术也会构成威胁。
为了应对新兴的量子技术,国防部/加拿大空军发布了《量子科技战略》: 2021 年 1 月,DND/CAF 发布了《量子科技战略:为未来作战环境中的技术颠覆做好准备》(QSTS)。该战略指导国防部/加拿大空军应对新兴的量子科技(S&T),确保国防团队为量子化的未来作战环境做好充分准备,同时支持加拿大已经蓬勃发展的学术和工业量子生态系统。
虽然量子技术仍处于新兴阶段,但仍有机会对其进行投资:利用研究与开发(R&D)、探索对策并尽早了解其潜力。然而,一旦它们出现(即准备投入使用),某些技术的存在就会成为威胁景观的永久特征,并可能被坏人用来对付加拿大或我们的盟友。与此同时,加拿大的盟国国防同行也在感知、计算和通信领域投资量子技术。国防部/加拿大空军必须走在潜在对手的前面,并保持与盟国的互操作性。
自发布 QSTS 以来,技术发展趋势不断加快,世界各国政府越来越多地投资于全球量子生态系统。在加拿大,根据国家量子战略(NQS),加拿大政府将在 2021/2022 财年至 2027/2028 财年的七年内投资 3.6 亿美元,用于支持加拿大的量子生态系统。
《量子 2030:加拿大国防部/武装部队量子科技战略实施计划》是一项行动号召,旨在使国防团队能够确定量子科技因素并将其纳入规划工作。该行动号召横跨五个领域:
1.确定可能受到量子技术影响的潜在最终用户和业务。将针对这些最终用户和业务提供额外的量子支持,并实施行动号召。
2.对相关人员进行培训,提高他们的技能,使他们对量子技术有基本的了解,即量子扫盲。非专业人员应就与其职责相关的量子信息科技问题做出有理有据的决策。
3.继续与加拿大国防研究与发展部(DRDC)合作开展量子工作,以提高整个国防团队在量子投资方面的协调性,从而直接支持 QSTS 的支柱 3。
4.抓住机遇,通过加拿大政府创新计划推动量子技术的实际实验,以获得最先进的技术。
5.与加拿大学术界和产业界的量子专家直接接触。加拿大的量子生态系统是世界公认的卓越系统,加拿大国防部/武装部队有责任将这一民用部门的优势转化为国防和安全部门的优势。
除了号召采取行动外,DRDC 还将领导 DND/CAF 的量子科技工作,开展一系列项目,在四个确定的利基领域提高技术就绪水平 (TRL)。每个领域都制定了任务说明,目标是在七年内,即 2030 年前达到 TRL 7(原型可在现场进行测试)。每项任务都确定了一项与国防、安全和安保高度相关的量子相关具体技术。
1.量子增强雷达
DRDC 将在未来 7 年内建造量子增强远距离射频传输和探测系统原型,并进行实 验。
2.量子增强光探测和测距(LiDAR)
DRDC 将在未来 7 年内建立量子增强型光探测和测距(LiDAR)原型系统,并对其进 行实际测试。
3.用于国防和安全的量子算法
DRDC 将在未来 7 年内演示一种量子算法,该算法能够解决国防和/或安全问题,并 具有优于传统计算的优势。
4.量子网络
DRDC 将与合作伙伴合作,在未来七年内建立并演示一个能够远距离传输量子信息并采用理论上无法破解的量子协议的通信网络。
以任务为导向的方法侧重于构建原型系统。要成功完成这些任务,需要多学科团队来设计工作系统。DRDC 将需要与学术界、私营部门和整个加拿大政府的合作伙伴开展合作。
这些任务将分三个阶段进行。第一阶段(第一年,2023/2024 财年)包括有针对性的增长,包括招聘高素质人才 (HQP)、培训非量子专家以及以扩大战略咨询职能的形式增加能力。第二阶段(第二至第四年,2024/2025 财年至 2026/2027 财年)包括详细的里程碑规划和任务的正式批准,以及支持每个任务的相关科学项目。第三和最后阶段(第五至第七年,2027/2028 财年至 2029/2030 财年)将进行实地测试和演示,加快量子技术的早期应用。
到 2030 年,量子技术领域和市场将与今天大不相同。"量子 2030"计划的目的是在追求有前途的技术利基和实现灵活方法之间取得平衡。"量子 2030"作为加拿大国防部/武装部队的奥斯特综合科技战略实施计划,还将为加拿大国防部新兴技术态势提供参考。