[论文解读] Quantum Warfare: Definitions, Overview and Challenges

M. Krelina|arXiv (Cornell University)|Mar 21, 2021

Quantum Information and Cryptography参考文献 128被引用 11

一句话总结

本文将'量子战争'定义为新兴量子技术的军事应用，映射其在网络、太空、电子及水下作战等领域的潜在影响。论文提出了新的军事学说、政策与伦理框架，以应对具有高影响、近中期部署时间表的双用途量子技术所带来的战略与安全挑战。

ABSTRACT

Quantum technology is an emergent area with the potential to be disruptive and ability to affect many human activities. Quantum technologies are dual-use technologies, and as such, they are the subject of interest for the defence and security industry and military and governmental actors. This report aims to review and map the possible quantum technology military applications to serve as the entry point for international peace and international security assessment, ethics research or military and governmental policy, strategy and decision making. Quantum technologies for military applications, introducing new capabilities, increasing effectiveness and improving precision lead to 'quantum warfare', wherein new military strategies, doctrines, policies and ethics should be established. This report provides a basic overview of quantum technologies under development where the expected time scale of delivery or utilisation impact are estimated. The particular applications of quantum technology for the military are described for various warfare domains (e.g., cyber, space, electronic, underwater warfare, or intelligence, surveillance, target acquisition, and reconnaissance), and related issues and challenges are articulated.

研究动机与目标

• 映射量子技术在关键作战领域（如网络、太空、电子与水下作战）中的军事应用。
• 识别量子技术在国防与安全背景下的双用途特性所引发的战略、伦理与政策挑战。
• 为国际安全评估、军事战略制定与量子技术部署的伦理研究提供基础。
• 估算具有显著军事影响的量子技术的交付与利用时间尺度。
• 通过阐明量子战争的新能力与条令需求，支持政府与军事决策。

提出的方法

• 系统性回顾与综合当前具有军事相关性的量子技术发展。
• 按作战领域对量子应用进行分类，包括网络、太空、电子战以及情报、监视、目标截获与侦察（ISTAR）。
• 评估正在开发的量子技术的预期部署时间表与影响规模。
• 识别由量子技术推动的新兴军事能力，例如超精密导航与安全的量子通信。
• 在量子技术颠覆性潜力的背景下，分析其对军事学说、战略与伦理的影响。
• 将研究发现整合进政策、战略与国际安全评估的框架中。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不同作战领域中，哪些是具有军事相关性的关键量子技术应用？
• RQ2 量子技术预计在多长时间内可交付具有战略影响的作战能力？
• RQ3 为规范量子技术在战争中的使用，需要哪些新的军事学说、政策与伦理考量？
• RQ4 量子技术的双用途特性如何使国际安全与军控努力复杂化？
• RQ5 量子技术对现有网络、电子与水下作战战略有何影响？

主要发现

• 量子技术已开始为军事用途而开发，预计将在多个作战领域显著提升精度、效能与态势感知能力。
• 量子技术的双用途特性因其在民用与军事应用中的潜在用途，对军控与国际安全构成挑战。
• 军事应用包括增强型量子导航、安全的量子通信，以及在电子与水下作战中提升的传感能力。
• 量子战争的出现要求发展新的军事学说、政策与伦理框架以规范其使用。
• 关键量子军事能力的部署时间估计从近期（5–10年）到中期（10–15年）不等，具体取决于技术类型。
• 本报告指出，国际社会在评估量子战争的安全影响与伦理维度方面存在迫切的协调需求。