五角大楼为何需要量子传感器与先进时钟？

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美国国防部计划将量子计算技术及其相关硬件整合到军事装备中，用于情报收集、目标识别、设备同步以及在缺乏传统导航辅助手段时保持运行等目的。

五角大楼启动了“Farseer”项目，这是国防创新单元围绕先进量子传感器和原子钟开展的一项计划。该计划于今年七月启动，旨在提升情报、监视与侦察（ISR）系统中保证定位、导航与授时（A-PNT）的能力。

现代ISR系统中的时钟必须极其精确，因为来自不同传感器的信息需要正确关联。同步对于通信以及在空中、地面、海上、太空和网络空间等领域运行的军事系统都至关重要。

国防创新单元对此描述道：“现代ISR的隐形支柱是绝对精确的授时与同步，它实现了无缝的传感器融合、安全的通信以及协调的多域效应。”

五角大楼希望量子硬件能在减小体积的同时提升军用传感器的精度。

“Farseer”项目试图在不降低军方对ISR设备期望的前提下，突破这些物理限制。量子传感器能够检测到物理条件中极其微小的变化，而先进时钟的计时精度远超许多传统替代方案。

五角大楼尤其希望在获得这种性能的同时，避免给飞机、车辆、舰船、导弹或其他系统配备过大的设备。国防创新单元表示：“量子传感器和时钟不受经典系统固有局限性的束缚，为同时实现高灵敏度和低尺寸、重量与功耗（SWaP）提供了途径。”

因此，“Farseer”项目的重点并非建造一台巨大的五角大楼量子计算机，而是将基于量子的授时和传感技术嵌入军方已经依赖的更广泛的机器网络之中。

这一计划推进的同时，华盛顿方面也在争论谁应该控制那些为量子产业提供硬件的公司。近期，IonQ（纽约证券交易所代码：IONQ）与半导体制造商SkyWater Technology（纳斯达克代码：SKYT）之间一笔约20亿美元的收购案引发了五角大楼与联邦贸易委员会之间的分歧。联邦贸易委员会最终允许IonQ收购SkyWater，而无需附加一位高级国防部官员所要求的限制条件。

争论的焦点在于SkyWater工厂的准入权。该公司是美国少数几家能够生产量子计算企业所需专用芯片的制造商之一。五角大楼研究与工程副部长埃米尔·迈克尔曾要求联邦贸易委员会主席安德鲁·弗格森令IonQ作出承诺，确保收购后其他竞争公司仍能继续向SkyWater订购芯片。

此次投票变得异常重要，因为联邦贸易委员会当时只有两名委员。去年，总统唐纳德·特朗普解雇了两名民主党委员，而另一名共和党委员已经离职。安德鲁和马克最终站在了对立面，导致该机构陷入僵局。

因此，IonQ得以在上周五完成收购，而无需接受拟议中的条件。该公司表示，此次收购将“加速整个行业所有量子平台的发展”。

IonQ与桑迪亚国家实验室正在为美国国家安全工作构建量子系统。

根据一份新的谅解备忘录，IonQ还直接与桑迪亚国家实验室合作，重点聚焦美国国家安全。该协议涵盖在新墨西哥州量子示范设施中共同开发量子计算和网络技术，政府研究人员和私营公司可以在此共同研发新系统。

IonQ董事长兼首席执行官尼科洛·德·马西表示：“重大突破往往发生在政府与行业合作之时。”他补充说，这些伙伴关系“可能有助于塑造量子技术的未来，并在我们的经济和国家安全中发挥重要作用。”

两家公司已有合作历史。桑迪亚国家实验室为IonQ最早期的机器制造了离子阱。他们新的合作将包括共同设计未来的量子技术，而不仅仅局限于制造单个组件。

2025年，IonQ宣布实现了99.99%的双量子比特门保真度。这一数值代表了所执行的双量子比特操作的精度。百分比越接近100%，计算中的错误就越少。

IonQ表示，其技术用户记录到的性能比早期量子系统高出多达20倍。与其硬件合作的公司包括通过亚马逊云服务合作的亚马逊（纳斯达克代码：AMZN）、阿斯利康（纳斯达克代码：AZN）以及英伟达（纳斯达克代码：NVDA）。

随着五角大楼扩大自身对量子传感器、时钟、芯片和计算硬件的使用，桑迪亚国家实验室与IonQ正将同样的技术引入联合国家安全研发领域。