Firmen wéi Vector Atomic an Infleqtion hëllefen d'Militär Quantetechnologien z'entwéckelen fir ënnerierdesch Sensing, sécher Kommunikatioun an Alternativen zu GPS z'entwéckelen.
By Jeremy Bogaisky
Ife Spiounsballon schwëmmt héich iwwer d'USA ass e Beispill vun engem 19. Joerhonnert Tech Krich, denken un Quantephysik als noer Zukunft.
De Pentagon sicht zënter Jore no neie Weeër fir d'Quantephysik ze benotzen fir Krich ze féieren, egal ob et méi mächteg Computeren entwéckelen, GPS zréckstoppen, d'Sécherheet vu Kommunikatiounen stäerken oder Iwwerwaachungsmëttelen erstellen déi ënnerierdesch U-Booter an ënnerierdesch Bunker besser entdecken kënnen. Et gëtt Dringendes: China investéiert och staark fir dës Fäegkeeten weiderzebréngen.
Huelt GPS, zum Beispill. Am Fall vun engem bewaffnete Konflikt tëscht den USA a China, wier eng vun den éischte Saachen, déi zwou Säiten zielen, de globale Positionéierungssystem vum anere Land. Stellt Iech de Chaos um Buedem an d'Verwirrung um Himmel ouni.
D'Fuerscher entwéckelen quantum-verstäerkte Navigatiounssystemer, déi Schëffer a Fligeren erlaben am Fall vun engem GPS Ausfall op der Course ze bleiwen, souwéi Rakéite méi präzis op hir Ziler ze féieren. En Deel dovun involvéiert méi genee Atomuhren ze kreéieren, well GPS am Häerz en Timingsystem ass - d'Berechnung vun den Ënnerscheed an der Zäit tëscht Satellitten an Empfänger um Buedem. D'Technologie wäert bannent fënnef Joer prett sinn, sot de Michael Hayduk, en Adjoint Direkter vum Air Force Research Laboratory.
"Dëst wäert d'Welt op zimlech bemierkenswäerte Weeër änneren, an Dir musst net ze laang drop waarden", sot de William Clark, e Physiker a Vizepresident bei Infleqtion, e Startup deen ee vun de Leader am Feld ass. Forbes.
PRETT ODER NET
D'Departement vun der Verdeedegung d'Bewäertung vun der Bereetschaft an erwaarten militäreschen Impakt vun enger Rei vu Quantentechnologien.
A senger Tech-Course mat China huet de Pentagon d'Fuerschungs- an d'Entwécklungsausgaben a ville Beräicher erhéicht, dorënner Quantewëssenschaften. Regierung Agenturen haten $ 918 Milliounen fir Quantephysik R&D am Fiskal 2022 ze verbréngen, erop vun $ 449 Milliounen am Joer 2019, mam Air Force Research Laboratory, der Defense Advanced Research Projects Agency an dem Office of Naval Research ënnert de Cheffinanzer. Hir Bäiträg goufen ergänzt duerch ëmmer méi Venture Kapital. US Quante Startups hunn $ 870 Milliounen u Finanzéierung am Joer 2022 opgeléist, laut Pitchbook, bal duebel 2020.
De gréissten Deel vum Fokus war op d'Entwécklung vu Quantecomputer. Wärend klassesch Informatik baséiert op "Bits" déi entweder een oder Null sinn, benotzt Quantecomputer subatomesch Partikelen als "Qubits." Wéinst dem Quantephenomen vun der Superpositioun kënnen Qubits een an Null gläichzäiteg sinn, oder Proportiounen tëscht, wat et erlaabt datt se benotzt kënne fir séier komplex Probleemer ze léisen, déi iwwer d'Erreeche vun aktuellen Maschinnen sinn.
Nëtzlech Quantecomputer kënnen e Jorzéngt oder méi ewech sinn, awer e puer vun der Basisdaten Fuerschung iwwer d'Kontroll vun eenzel Atomer a Photonen ass amgaang ze benotzen fir méi präzis Sensoren ze maachen, dorënner déi déi Bewegung verfollegen, wéi Beschleunigungsmeter a Gyroskope, wéi och Apparater déi kleng Ännerungen an der Gravitatiounskraaft a Magnéitfelder erkennen.
QUANTUM LEAP
D'Militär kuckt op eng Rei vun Uwendungen fir Quantetechnologie.
Berichter am Joer 2017 vun engem chinesesche Duerchbroch an der Quantemagnetometrie huet d'Spekulatioun opgeworf datt et fäeg wier en Airborne Netzwierk vun Apparater z'installéieren fir Ënnerwaasser-U-Booter vu Meilen ewech z'entdecken. Vill Experte si skeptesch, awer laangfristeg gëtt erwaart datt Quantegravimeter a Magnetometer fäeg sinn ënnerierdesch Features wéi Ueleg- a Mineraloflagerungen, Waasserdëscher, Bunkeren an Tunnelen méi präzis ze kartéieren.
Cryptography
D'Drohung vun Duerchbroch vu China am Quantecomputer huet schonn en Impakt op d'Cybersécherheet. National Sécherheet Insider soen datt China an aner feindlech Länner sinn verschlësselte Kommunikatiounen sammelen an aner sensibel Donnéeën aus den USA a späicheren se bis den Dag wou Quantecomputer staark genuch sinn fir hir Verschlësselung ze knacken.
D'lescht Joer hunn d'Biden Administratioun a Kongress Schrëtt gemaach fir Regierungsagenturen ze drécken fir op nei "Post-Quante" Kryptografesch Methoden ze wiesselen, déi ugeholl gi fir Quantecomputer imprägnéierbar ze sinn.
China hëlt eng aner a méi deier Takt op d'Drohung vu Quantecode-Krack. D'Land huet Netzwierker vun Dausende vu Meilen vu Glasfaserkabelen entwéckelt, déi grouss Stied verbannen, déi zoufälleg Quanteschlësselen iwwer Photonen verdeelen fir d'Kommunikatioun ze sécheren. Wéinst der Natur vun der Quantemechanik gëtt et gegleeft datt all Versuch fir sou en Netz oflauschteren d'Fotonen z'änneren, d'Benotzer alarméieren. China ass och dat éischt Land fir d'Quanteschlësselverdeelung iwwer Satellit ze demonstréieren.
Op der Stäerkt vun dësen Efforten huet China virun den USA a Quantekommunikatioun gezunn, a RAND studéieren lescht Joer ofgeschloss. D'USA féieren am Quantecomputer, wärend et net kloer ass ob entweder e Virdeel am Sensing huet, hunn d'RAND Fuerscher geschriwwen.
Timing an Navigatioun
Déi aktuell Generatioun vu Satellitte GPS kann nëmmen Plazen op dräi Meter schätzen. D'Quantephysik géif méi Präzisioun erlaben.
An de Laboe hunn d'Wëssenschaftler méi genee, Raumgréisst Atomuhren entwéckelt, baséiert op opteschen Laser, déi eng Sekonn no Milliarde Joer verléieren. Vector Atomic gehéiert zu enger Handvoll Firmen, déi un der Entwécklung vu méi klengen, méi robusten Aueren fir alldeeglech Feldverbrauch schaffen, déi modernste Leeschtung vu Labo-Duerchbroch fir Zouverlässegkeet a Praktikitéit handelen.
De leschte Summer bei de multinationalen Rim of the Pacific (RIMPAC) Marineübungen, huet de Kalifornien-baséierte Startup gesot datt et Schëffer optesch Aueren an engem relativ kompakten 40-Liter Package demonstréiert huet, dee vun der Genauegkeet ëm 10 Trillionths vun enger Sekonn no ongeféier enger Stonn gedréckt huet. Aktuell GPS-Satellittuhren dreiwen esou vill no 20 Sekonnen.
Dës Zort Verbesserung kéint eng Villfalt vu Virdeeler hunn. GPS géif präzis bleiwen mat manner heefeg Aktualiséierungen op Satellit-baséiert Auer aus dem Buedem. Gepaart mat Low-Earth-Orbit Satelliten, déi GPS Signaler méi no bréngen, méi präzis Timing géif d'Genauegkeet vu bannent Zentimeter verbesseren. Dat géif zum Beispill heeschen, datt de GPS Gefierer ouni Chauffeur an hire Spuere kéint halen.
Besser Timing géif och eng méi effizient Notzung vun cellulären an aner drahtlose Netzwierker erlaben, méi Benotzer an de Spektrum packen deen de Moment als héich iwwerlaascht ugesi gëtt.
Portable Atomuhren kéinten op Fligeren oder Buedemgefierer gesat ginn. Et géif amerikanesch Kräften erlaben temporär lokal GPS Netzwierker ronderëm Schluechtfelder mat Kommunikatiounssignaler opzestellen, déi ze staark wieren fir ze stéieren, während d'US Feind Space-baséiert Navigatiounssystemer gestoppt hunn, sot de Vector Atomic CEO Jamil Abo-Shaeer, dee Quanteprogrammer bei DARPA geréiert huet. vun 2010 bis 2014.
D'Firma, déi keng Venture-Finanzéierung geholl huet wärend iwwer $50 Millioune vu Regierungsfuerschungskontrakter opgeholl huet, schafft u Projete mat der Navy an DARPA fir hir Aueren ze schrumpfen sou datt se méi kleng si wéi Gepäck.
Och bei RIMPAC huet Vector Atomic e kompakte Quantegravimeter gepaart mat engem Standard Inertial Navigatiounssystem gepaart, deen versprécht Marine Schëffer z'erméiglechen ouni GPS ze navigéieren. Den Apparat moosst kleng Ännerungen an der lokaler Kraaft vun der Schwéierkraaft wéinst Variatiounen am Ënnerséi Terrain. Andeems Dir d'Miessunge mat enger Gravitatiounskaart vergläicht, konnt den Apparat fir Drift am Inertialnavigatiounssystem vum Schëff korrigéieren fir d'Positioun vum Schiff iwwer dräi Woche vum Gebrauch genau ze fixéieren, sot Abo-Shaeer.
D'Firma mengt datt et an zwee bis dräi Joer fäeg ass eng energieeffizient Versioun ze kommerzialiséieren, déi kleng genuch ass fir an en Autosraum ze passen.
Verschidde aner Firme schaffen u Quanteninertialsensoren, dorënner Australien-baséiert Q-CTRL, déi eng Felddemonstratioun Mëtt 2023 vun engem Quante-aktivéierten Navigatiounssystem mat Partner Advanced Navigation plangt. Colorado-baséiert Infleqtion ass Deel vun engem UK Projet fir e Quantum Positioning System fir eenzel Gefierer z'entwéckelen. E Quantegyroskop, deen d'Firma fir d'Initiativ baut, gëtt am Joer 2024 getest.
Communications
Mat DARPA-Finanzéierung entwéckelt Infleqtion, déi d'lescht Joer säin Numm vu ColdQuanta geännert huet, och Quanteradioempfänger fir Satellite Platen z'ersetzen. Si kënnen op Frequenzen iwwer de Spektrum ofgestëmmt ginn, vun den HF an UHF Bands, déi vu militäresche taktesche Radios benotzt ginn, bis zur K-Band, déi vum SpaceX Starlink Satellite Breetbandnetz benotzt gëtt. D'Technologie erlaabt engem Apparat ze ersetzen fir wat zéng verschidden Empfängersets haut maachen, sot Clark.
Bis 2025 plangt d'Firma e Pocket-sized sechs-Band Empfänger mat Laser a Back-End Elektronik ze demonstréieren op d'Gréisst vun enger klenger Schongkëscht.
Weider eraus, sot de Clark ähnlech Technologie kéint benotzt ginn fir en tunable Multiband Sender ze kreéieren. "Dat wier den Hellege Graal," sot hien Forbes. "Et wier wéi Äre Star Trek Kommunikator, voll iwwerdroen a empfänken an e klengen Apparat."
Kompetitioun
Wärend d'Sowjetunioun e puer vun de gréissten theoreteschen Physiker vum 20. Forbes.
D'Aarbecht vu China an der Quantetechnologie ass a groussen nationalen Laboratoiren konzentréiert. Dat kéint et en Nodeel setzen fir Quantesensoren ze kommerzialiséieren am Verglach mat den USA, mat senger ganzer Palette vu privaten Firmen, sot de Parker.
"De reelle Fortschrëtt am Quantesënnung, deen elo gemaach gëtt, ass net onbedéngt Laboraarbecht oder akademesch Aarbecht, mee fir et Felderbar ze kréien", sot de Parker. "Et ass fir mech onkloer ob se d'Infrastruktur vum Privatsecteur hunn fir dës Aart vu nitty-gritty Aarbecht ze maachen."
MORE AUS FORBES
Quell: https://www.forbes.com/sites/jeremybogaisky/2023/02/13/the-spy-balloon-is-just-the-start-venture-capital-joins-pentagon-in-spending-big- China-an-Quantetechnologie-Krich ze verhënneren/