英国国防部宣布,国防科学技术实验室正在开发该国首个量子钟,以增强军事情报收集和监视能力。这款量子钟能在数十亿年时间里保持1秒以内的精度,预计五年内将被用于军事监测。
在开发过程中,实验室将与多个外部机构合作,开展“先进计时装置演示”项目,测试量子钟的性能和局限性,并进行迭代改进。预计这款量子钟将首先应用于英国海军。
对于日常生活中的时钟和手表来说,每年误差大约为1分钟,但在工业生产和科学研究中需要更高精度的计时工具。量子钟是目前世界上最精确的计时工具,可为天文学、导航和空间导航提供支持。随着5G、AI和信息社会的发展,量子钟还能为移动终端和各种智能设备提供高精度的时间基准,在军事应用中提高打击精度并确保时间同步。
技术咨询公司ICV Tank的研究数据显示,到2030年,量子钟市场规模预计将增长至约7.6亿美元。当前,英国军方、电信单位和交通运输单位都在使用全球导航卫星系统(GNSS)获取时间信息和位置信息。然而,GNSS存在被对手破坏的风险,一旦失去服务,英国每天可能面临10亿英镑的经济损失。因此,量子钟有望为关键操作设备提供稳定的自主控制能力,减少对GNSS的依赖。
除了精度,英国还致力于将量子钟小型化,以便集成到军用车辆和飞机等较小的设备中。尽管主要由皇家海军使用,但未来所有三个军种都希望能用上这款量子钟。英国国防部预计,量子钟将在五年内帮助部队在敌对环境中指示时间、位置和直接导航,提高信息收集、监视和识别能力。
量子技术被认为是英国政府五项关键技术之一。自2014年起,英国启动了国家量子科学研究计划,推动量子科学转化为实用技术和新兴产业。英国在量子技术相关公司的数量和投资上排名世界前列,集中在剑桥、伦敦和牛津的“金三角”地区。截至2023年7月,英国有51家量子技术公司,雇用了500多名员工。2024年初,英国政府宣布将对量子领域投资4500万英镑,其中3000万英镑用于开发量子计算机原型,1500万英镑用于优化电网和老年痴呆症诊断等项目。
学术方面,英国多所大学成立了专门的量子研究中心,如伦敦大学学院和剑桥大学的量子生物医学研究中心,伯明翰大学的量子技术遥感、成像和定时中心,赫瑞-瓦特大学的集成量子网络量子技术枢纽,以及格拉斯哥大学的量子定位、导航和定时枢纽。这些中心致力于开发量子传感器、量子互联网技术和量子计算等。
在全球范围内,各国都在积极布局量子领域。过去五年,私人投资和公共投资总额达到200亿美元。谷歌最近推出了一种名为Willow的量子计算芯片,声称可以在5分钟内完成传统超级计算机需要10^25年才能完成的计算任务。美国和中国也在大量投资量子研究,中国在量子计算机公开专利数量上已超越美国,位居第一。这场多国参与的量子竞争正变得越来越激烈。