量子计算技术赋能中国航空领域

随着经典计算机逐渐接近其算力极限，量子计算有望在未来提高更高水平的计算能力。目前，跨国航空航天公司和全球最大的航空制造商都在利用量子计算技术，希望通过该技术来加速自身的发展。而作为先进计算解决方案的活跃用户，空客公司一直在探索利用最前沿的计算方式解决航空航天工业的关键问题，以期待改变当前飞机的制造和飞行方式。

2019年1月，空客公司发起了全球量子计算挑战赛，邀请了全球36个量子计算团队超过800位研究人员，与该公司联手打造航空航天领域的量子时代。空客量子计算挑战赛解决了空客公司专家提出的航空航天物理问题，用量子计算解决当今世界上与飞行物理学相关的最困难和最复杂的问题，以测试和评估最新可用的计算能力，并进一步推动量子计算技术在航空航天领域落地应用。

在2020年6月1日-6月5日举办的纽约量子科技内部线上活动上，空客公司再次表示量子计算在网络安全、航空航天和通信领域拥有着巨大优势，能在生产、性能和效率方面为公司带来极大的增益。空客希望在未来推动量子计算的发展，以便将相关技术集成到自身业务中，为量子计算时代的到来做好充分的准备。空客希望量子计算成为其正在进行的高性能计算（HPC）工作的重要组成部分，公司已经做了大量的模拟和设计，投入了大量的时间和资金来了解量子计算如何与HPC相结合，以提高效率和性能。而早在2012年空客公司便开始接触量子通信领域，空客公司曾表示，目前的加密算法如广泛使用的通过非对称密钥进行加密的算法，将无法抵抗未来量子计算机的攻击。空客的目标是基于增强安全性的量子信息技术为航空航天平台开发建设安全通信基础建设。空客公司希望开发的第三个领域是量子传感，它能够有效地测量物理量，如频率、加速度、旋转率、电场合磁场以及具有最高精度的相对和绝对温度。空客公司相信量子传感器可以在未来用于改进导航系统，例如可以使用精确的加速度测量来实现位置数据的更新。此外，量子传感器还可以作为卫星的气候动力学、飞机的地下资源测量等一系列不同应用的有效载荷。

2017年5月世界首台量子计算机在中国诞生，昭示着我国在最尖端的科研探索领域走到了世界前沿。目前世界上很多国家都在研制新一代战斗机，并不约而同将人工智能的应用放在首要位置，这就需要有超级计算机快速地做出计算和数据处理。而有了量子计算机的超级计算，新一代战斗机无人驾驶的技术难题将得到解决。量子通信技术更是未来自主可控信息安全的重要保障，能够保证信息在传输过程中的绝对安全，是提升未来作战能力的关键。而使用基于冷原子的量子传感器，飞机导航系统不但可以将位置信息精确到厘米级，还具备在建筑群等导航卫星触及不到的地方工作的能力。

飞机总设计师杨伟曾表示未来我们要成为航空工业规则的制定者！而要想成为航空工业规则的制定者，那得有领先世界的技术。有了量子计算机的超级计算、量子通信的绝对安全信息传输、量子传感的导航系统参数精度大幅提升，我们未来无人驾驶技术的一些技术难题将得到解决，并实现技术远超于国外。以美国F-22、F-35为代表的五代机以隐身、超机动、超感知、超音速巡航为主要能力特征，这个判定标准不是我们制定的，而未来新一代战斗机的判定标准或许将不再是“一家之言”。

（中国航空综合技术研究所 王雨禾）