“量子电子战”是经典电子战技术与量子信息技术交叉融合的产物，是一种从宏观和微观两个维度感知控制电磁频谱的新体制电子侦察干扰技术。从应用角度讲，量子电子战是量子信息技术三大应用方向（量子通信、量子计算和量子测量）之一——量子测量（包括量子雷达、量子导航、量子时间基准和量子电子战）中衍生出的一个应用分支。
量子电子战又可分为量子增强经典电子战和侧重于量子信道对抗、反对抗和支援的量子电子战。量子天线、量子计算和量子授时等可为经典电子战系统赋能，使其系统特性发生质的跃升。如，量子天线可实现与被测信号波长（频率）无关的小尺寸特性。这意味着，几微米的量子天线就足以截获低频信号（MHz到kHz）。量子天线阵列则可用于不同带宽的多频测量；量子计算能改进射频频谱分析仪，应用量子优化和量子机器学习/人工智能技术提升电子战能力；量子授时可以增强信号情报、反DRFM（数字射频存储器）和其他需要精确授时的电子战系统能力，例如反雷达干扰能力。量子信息技术已被纳入颠覆未来作战的前沿技术系列，而量子电子战作为其中一个细分领域，将对未来战场信息对抗技战术运用产生深刻影响。
美国密集颁布法案、持续重金投入
进入21世纪以来，美国高度重视量子技术的发展，密集颁布法案、出台政策和规划、成立研究机构，推动量子科技研究和成果应用。2002年10月，美国国防高级研究计划局发布《量子信息科学和技术发展规划》。2009年1月和2016年7月，美国国家科学技术委员会量子信息科学委员会分别发布《量子信息科学的联邦愿景》、《推进量子信息科学：国家挑战与机遇》报告。2018年9月，白宫科技政策办公室和美国国家科学技术委员会联合发布《量子信息科学国家战略概述》。2018年12月，特朗普签署《国家量子计划法案》。2020年2月和10月，白宫国家量子协调办公室分别发布《美国量子网络战略构想》和《量子前沿》报告。2022年2月，美国国家科学技术委员会量子信息科学委员会发布《量子信息科学和技术劳动力发展国家战略计划》。2022年5月，拜登签署《关于加强国家量子倡议咨询委员会的行政命令》和《量子计算国家安全备忘录》。2023年6月，美国国家量子计划咨询委员会发布《更新国家量子计划：维持美国在量子信息科学领域的领导地位建议》。2023年11月，美国众议院科学、空间和技术委员会通过《国家量子计划重新授权法案》。
自2019年以来，美国在量子信息科学研发方面的投入大约翻了一番，从2019年的4.49亿美元增长到2022年的9.18亿美元，2023年的预算为8.44亿美元。2024财年量子信息科学的预算高达9.68亿美元（约合69.46亿人民币）。
美国国家科学技术委员会量子信息科学委员会在2023年1月发布最新年度报告指出，量子信息科学领域陷入了大国竞争，来自他国的挑战促使美国政府及国防部增加了对量子信息科学的投资。美国国防部通过国防部办公室、相关机构和各军种研究实验室等持续投资量子信息科学相关研发活动。2023财年国防预算提案申请约7.1亿美元用于量子信息科学项目，其中6.52亿美元属于研究、开发、试验和鉴定经费。然而，IBM的量子增长和市场发展副总裁Joseph S. Broz在今年3月一次会议上表示，“与中国相比，美国政府对量子计算的资助明显不足，甚至相差甚远。就资金竞赛而言，美国排名第三或第四。”
美国各军种竞相开展研究
美国陆军研究实验室的科学家近日表示，他们在量子电子战领域取得了重大突破。该实验室利用激光束产生高度激发的里德堡原子，从而获得了一个量子传感器来探测整个无线电频谱。研究结果表明，里德堡传感器可以在高达20GHz的频率上探测蓝牙、Wi-Fi、AM和FM广播以及其他通信信号。报道称，尽管仍然需要进行更多的工程和物理学领域的研究工作，但该设备可望为军事通信、频谱感知和量子电子战释放出巨大的新潜力。美陆军作战能力发展指挥部的凯文·考克斯博士表示，“在之前的研究中，里德堡传感器只能探测射频频谱的特定区域，但现在我们首次实现很宽频率范围内的探测。” 陆军研究员、里德堡传感器研究项目参与者David Meyer博士表示，“总的来说，它提供了无与伦比的灵敏度和准确性，可以检测各种敏感任务信号。”
美国海军正在探索量子技术，以提供新的作战能力，包括量子计算、传感器、网络和导航等。海军研究实验室系统研究副主任杰拉尔德·博尔苏克表示，全球正处于“量子力学的第二次革命”。鉴于量子传感器已经表现出“非常重要的能力”，量子传感器成为美海军研究实验室在量子技术领域的重点研究方向之一。美国海军在2022年环太平洋演习中开展了量子传感器的实战测试。该传感器将经典的惯性导航系统与基于原子干涉仪的加速度计相结合，是一种量子惯性传感器，能够获得精度极高的重力和惯性测量结果，可用于精确位置导航。经过长达21天的实战测试后，美国国防部认为，量子传感器的鲁棒性、长寿命和在相关动态下的工作显示出传感器技术成熟水平不断提高的迹象。美国防部的目标是将量子惯性传感器集成到可部署的海军系统中。另据DefenseScoop网站2023年12月报道，美国海军专家正在领导各种研发活动，为即将到来的后量子密码时代做好战略准备。
美国空军研究实验室信息局副局长Michael Hayduk表示，美空军已开始在安全加密、低拦截概率通信和长时间飞行惯性导航等领域应用量子技术。麻省理工学院、空军研究实验室和空中机动司令部合作开展的“磁导航”（MAGNAV）研究项目证明，量子传感器可以捕捉地球磁场的细微变化，利用人工智能算法排除周围飞机系统的干扰，并计算出飞机的位置，而无需依赖GPS。研究成果“能够在一平方千米内准确定位，这是非常了不起的成就。”该系统可用于GPS系统覆盖范围以外或GPS信号被压制地区的军事行动。这种量子定位系统可利用对磁场和电场变化高度敏感的量子传感器的独特能力，实现前所未有的定位和导航精度。项目组已经将研制的系统安装在C-17军用运输机上进行了测试。
美空军协会下属米切尔航空航天研究所高级研究员Heather R. Penney年初发文指出，量子信息技术正成为国防创新的核心焦点。除量子计算外，量子技术在定时、导航、传感和无线电频率接收等领域的快速发展有望在未来5年内填补已知的国防漏洞和能力差距。她呼吁美国防部制定一个具有前瞻性的全面投资战略，支持技术向战斗力的转化。Penney将上述MAGNAV项目称为她在研究中迄今遇到的唯一一个成功案例。“MAGNAV是其他量子项目效仿的榜样，不仅在空军，而且在各军种和盟国。”她强调，目前的挑战在于，如何将这些前景光明的研究项目转化为坚固耐用的实际作战系统，将手工制作的原型产品转化为可以大规模生产的设备。米切尔研究所的一份最新报告指出，美国防部目前的策略尚未能有效弥合这一差距。报告警告称，如果不能解决这一问题，可能会错失将这些尖端科技转化为实际作战优势的机会。
量子电子战将深刻影响未来战场信息对抗技战术运用
一是革新系统形态。
量子技术发展将使得电子战对电磁信号的调制或接收方式发生改变，必然导致系统形态的革新。量子雷达将基于电磁波波动性的空、时、频调制方式变革为基于电磁波粒子性的量子态调控，所对应的系统形态也必然发生革新性改变。针对传统雷达，传统电子战接收机中的测量和解调相互独立，接收机在进行解调时只是用到了测量的结果而与测量本身无关；而针对量子雷达，量子电子战接收机测量和解调不再相互独立。以传统雷达对抗与量子激光雷达对抗为例，传统电子战接收系统典型表现形式为“天线+采集+处理”分离形式，接收机进行信号测量后（数模变换）再进行信号处理；而量子－电子战接收系统则是“量子光路+单光子探测”一体形式，信号测量与解调无法分离。若采用基于里德堡原子的量子测量系统进行电磁信号接收，虽然信号载体仍然不变，但由于里德堡原子－电磁信号作用机理与传统金属天线完全不同，里德堡原子相当于传统接收系统“接收+放大+混频+滤波”功能，系统形态将发生颠覆式改变，无金属天线、无前端放大、无射频器件。然而，根据应用场景与需求，量子电子战系统虽然革新了传统系统形态，但却不可能完全取代传统经典系统，未来极大可能以“量子－经典”混合系统形式长期存在，提升当前电子战系统的侦察感知能力，实现独特的作战效果。
二是革新信息处理方法。
除量子测量技术可在灵敏度和测量精度等方面提升电子战系统能力外，量子计算机无疑也将在未来量子电子战中扮演极其重要的角色，二者结合，将极大地提升电子战系统的综合能力。量子计算提供了一种从根本上增强计算能力的思路，其核心优势是可以进行高速并行计算，同时可以完美地解决传统计算机模拟量子系统时遇到的海量存储和指数时间问题。在系统形态层面，量子计算机的发展将对当前电子战系统实现算力升级，适用于电子战的量子专用处理架构成为可能，侦察感知能力、目标识别能力将大幅度提升；在交叉应用层面，量子计算机可以使机器学习算法更快、更高效，克服当前计算机的速度与成本问题，助力强人工智能的实现，智能对抗将因此更上一个台阶。
三是革新作战方式。
量子电子战的出现，将在灵敏度、测量精度、小型化和计算能力等多方面实现电子战技术升级，革新作战方式。量子测量技术使电子信息系统对信号测量精度和灵敏度大幅提升，有限的电磁频谱资源将被更加合理精确的利用，无源侦察获得信息的维度和准确度进一步提升，电磁隐蔽能力将成为提升战场生存能力的重要因素，无源侦察在未来战场目标感知识别中将承担更加重要的角色；量子雷达与量子侦察技术逐步成熟，目标探测作用距离得到大幅度提升，精确感知、全域对抗将成为未来量子电子战的重要能力，前线与后方的战场概念更加模糊，防空识别区相互交叠，千公里级非接触战争成为决胜关键；灰色地带隐蔽性军事角力成为大国博弈热点。量子科技发展将进一步扩大国家间的军事实力差距，大国之间有克制的军事冲突常态化。不同于第一次量子科技革命中诞生的核武器的硬杀伤破坏力，量子电子战装备将作为常规软杀伤武器应用于灰色地带军事博弈中，电磁频谱作为独立作战域的重要性更加突出。
正如 20 世纪电子信息技术的应用引发电磁斗争领域的重大变革一样，21世纪的量子信息技术也必将对传统电子战带来颠覆性影响。窃密与反窃密、隐身与反隐身之间的较量、GPS拒止情况下的导航、地下隧道或掩体探测、电磁频谱感知与利用等等，无不渗透着“量子”的身影，未来的战争相当程度上是量子领域的战争。去年底，美国发布第四份国家量子计划（NQI）年度报告指出，2024财政年度是美国国家量子计划的关键年份。2024年1月，拜登提名的首位国防部科技助理部长Aprille Ericsson强调了她对高超音速武器和量子技术发展的关注：“美国正处于量子和高超音速/反超音速技术的关键十年。这些技术的商业应用不明显，因此国防部必须监督它们的迅速发展和在国防中的应用……。我们的目标是在与对等竞争者的竞争中取胜，通过在计算和传感领域的应用来实现我们对量子技术的投资。”
