宋 瀟 李 碩 文
鑒于軍事電子裝備在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要性日益提升,近年來(lái),軍事電子科技與工業(yè)發(fā)展備受各國(guó)關(guān)注。2018年,國(guó)外軍事電子科技與工業(yè)總體延續(xù)了2017年的快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。戰(zhàn)略與政策環(huán)境方面,國(guó)外高度重視賽博空間領(lǐng)域和量子信息前沿技術(shù)發(fā)展,發(fā)布多份戰(zhàn)略與規(guī)劃文件,頂層謀劃并投資支持相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。技術(shù)與裝備發(fā)展方面,在相關(guān)戰(zhàn)略與政策引導(dǎo)下,2018年國(guó)外賽博空間作戰(zhàn)力量建設(shè)步伐加快,啟動(dòng)多項(xiàng)賽博技術(shù)與裝備研發(fā)項(xiàng)目和采購(gòu)計(jì)劃;量子信息技術(shù)發(fā)展迅速,在傳感和導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用取得突破性進(jìn)展;指揮控制、通信、導(dǎo)航、電子戰(zhàn)等傳統(tǒng)軍事電子裝備與技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展較為平穩(wěn),部分領(lǐng)域的智能化特色進(jìn)一步凸顯;微電子、光電子等基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)品與技術(shù)取得多項(xiàng)重要進(jìn)展。
美日頂層謀劃賽博空間發(fā)展,明確國(guó)家層面和各政府機(jī)構(gòu)層面的戰(zhàn)略目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)措施。美日發(fā)布國(guó)家頂層賽博戰(zhàn)略,提出國(guó)家頂層戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)措施。2018年9月,美國(guó)發(fā)布《美國(guó)國(guó)家賽博戰(zhàn)略》,概述了美國(guó)賽博安全的四項(xiàng)支柱、十項(xiàng)目標(biāo)、四十二項(xiàng)優(yōu)先行動(dòng)。這是特朗普上任后的首份國(guó)家賽博戰(zhàn)略,強(qiáng)調(diào)塑造美國(guó)在賽博空間領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,反映出特朗普政府更加強(qiáng)硬的治網(wǎng)特點(diǎn)。7月,日本內(nèi)閣審議通過(guò)了2018版《賽博安全戰(zhàn)略》,提出了日本賽博安全戰(zhàn)略三大目標(biāo)及具體實(shí)現(xiàn)措施。這是日本根據(jù)《賽博安全基本法》制定的第二版戰(zhàn)略,2013年以來(lái)制定的第三版戰(zhàn)略,強(qiáng)調(diào)日本要提升應(yīng)對(duì)“影響國(guó)民生活的大規(guī)模賽博攻擊”的能力,以及要與民間企業(yè)合作開(kāi)展“積極的賽博防御”。
美國(guó)多個(gè)政府機(jī)構(gòu)及賽博司令部發(fā)布賽博戰(zhàn)略或規(guī)劃,明確各自范圍內(nèi)的戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)途徑。2018年,美國(guó)賽博司令部、國(guó)土安全部、能源部、國(guó)防部先后發(fā)布《美國(guó)賽博司令部愿景:實(shí)現(xiàn)和保持賽博空間優(yōu)勢(shì)》《國(guó)土安全部賽博安全戰(zhàn)略》《能源部賽博安全多年期規(guī)劃》《2018年國(guó)防部賽博戰(zhàn)略(摘要)》等戰(zhàn)略規(guī)劃文件,明確了各自范圍內(nèi)的戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)途徑。
賽博司令部提出了“實(shí)現(xiàn)及保持賽博空間域優(yōu)勢(shì),影響對(duì)手行為,為聯(lián)合力量提供戰(zhàn)略和作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),捍衛(wèi)和加強(qiáng)國(guó)家利益”的總愿景,是新形勢(shì)下賽博司令部的戰(zhàn)略宣言與行動(dòng)路線(xiàn)圖。國(guó)土安全部提出了“到2023年,國(guó)土安全部將通過(guò)提高政府網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全性與彈性、減少非法賽博活動(dòng)、改善對(duì)賽博事件的響應(yīng)、培育更加安全和可靠的賽博生態(tài)系統(tǒng)等多種手段,努力提升國(guó)家賽博安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平”的戰(zhàn)略愿景,為未來(lái)五年國(guó)土安全部賽博安全職責(zé)的履行提供了框架。能源部多年期規(guī)劃,旨在增強(qiáng)能源系統(tǒng)抵御賽博風(fēng)險(xiǎn)的能力,降低賽博攻擊事件給美國(guó)能源系統(tǒng)帶來(lái)的威脅。國(guó)防部賽博戰(zhàn)略摘要,明確了國(guó)防部在賽博空間的五大目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑,將指導(dǎo)國(guó)防部建設(shè)“懾戰(zhàn)并舉”的賽博能力。
美歐頂層謀劃量子信息科學(xué)發(fā)展,多措并舉推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。美國(guó)推出戰(zhàn)略計(jì)劃,采取多種措施推動(dòng)量子信息科學(xué)發(fā)展。2018年9月,美國(guó)眾議院通過(guò)《國(guó)家量子倡議法案》,提出未來(lái)5年投資12.75億美元推進(jìn)“國(guó)家量子倡議”計(jì)劃,并從標(biāo)準(zhǔn)制定、資金投入、機(jī)構(gòu)設(shè)置等方面采取5項(xiàng)舉措,推動(dòng)量子信息科學(xué)基礎(chǔ)研究、技術(shù)應(yīng)用和人才培養(yǎng),加速量子信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。同月,美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)發(fā)布《量子信息科學(xué)國(guó)家戰(zhàn)略概述》,指出了美國(guó)量子信息科學(xué)未來(lái)發(fā)展方向,以及美國(guó)量子信息科學(xué)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),并建議從量子研究方法、人才儲(chǔ)備、量子產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)際合作等角度采取相關(guān)措施,推進(jìn)美國(guó)量子信息科學(xué)發(fā)展。
歐盟啟動(dòng)“量子技術(shù)旗艦”計(jì)劃,推動(dòng)歐盟相關(guān)技術(shù)發(fā)展并建立產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。3月,歐盟委員會(huì)啟動(dòng)總額10億歐元、為期10年的“量子技術(shù)旗艦”計(jì)劃。該計(jì)劃旨在匯集歐盟及其成員國(guó)的優(yōu)勢(shì),推動(dòng)量子通信、量子模擬、量子傳感和量子計(jì)算等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,確立歐洲在量子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
德英政府機(jī)構(gòu)增加項(xiàng)目投資,助力量子技術(shù)研發(fā)。2018年9月,德國(guó)政府投入6.5億歐元,用于“量子技術(shù)——從基礎(chǔ)到市場(chǎng)”項(xiàng)目,擴(kuò)展量子技術(shù)研究領(lǐng)域,為新應(yīng)用創(chuàng)造研究網(wǎng)絡(luò)。該項(xiàng)目研究周期為2018年~2022年,并可能延長(zhǎng)至2028年。9月,英國(guó)宣布未來(lái)5年為“國(guó)家量子技術(shù)”項(xiàng)目投入8000萬(wàn)英鎊,投資將用于支持傳感器和測(cè)量中心、量子增強(qiáng)成像中心、網(wǎng)絡(luò)量子信息技術(shù)中心、量子通信技術(shù)中心在2018年~2023年間的量子技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。
賽博空間能力建設(shè)受到高度重視,驅(qū)動(dòng)作戰(zhàn)力量、技術(shù)與裝備快速發(fā)展。加快賽博空間作戰(zhàn)力量建設(shè)。5月,美軍133支賽博任務(wù)部隊(duì)具備全面作戰(zhàn)能力,包括陸軍41支、海軍40支、空軍39支、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)13支,編制6187人。5月,美國(guó)賽博司令部完成向一級(jí)聯(lián)合作戰(zhàn)司令部的升級(jí)任務(wù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)賽博作戰(zhàn)力量建設(shè)和作戰(zhàn)行動(dòng)的統(tǒng)一指揮與協(xié)調(diào),有助于減少指揮層級(jí),提升其在國(guó)防部的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
持續(xù)研發(fā)賽博攻防技術(shù)與裝備。1月,DARPA啟動(dòng)“大規(guī)模賽博狩獵”項(xiàng)目,旨在利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化、先進(jìn)算法等實(shí)時(shí)跟蹤大量數(shù)據(jù),幫助安全人員鎖定那些采用高級(jí)黑客技術(shù)對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的攻擊。4月,DARPA啟動(dòng)“人機(jī)探索賽博安全”項(xiàng)目,旨在通過(guò)將自動(dòng)化軟件分析與人類(lèi)洞察力相結(jié)合的方式來(lái)提升軟件漏洞檢測(cè)能力。8月,美國(guó)國(guó)防部公布了“賽博航母”賽博武器系統(tǒng)采購(gòu)計(jì)劃,2019年至2021年的總預(yù)算達(dá)4580萬(wàn)美元。“賽博航母”是一種可以攜帶賽博攻防武器的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái),作戰(zhàn)人員可以利用其執(zhí)行攻防作戰(zhàn)、情報(bào)獲取、偵察監(jiān)視等任務(wù)。
量子信息技術(shù)不斷發(fā)展,推動(dòng)計(jì)算、傳感、導(dǎo)航能力變革。1.“量子霸權(quán)”爭(zhēng)奪依然激烈。1月,英特爾公司展示了49量子位的超導(dǎo)量子芯片;3月,谷歌公司發(fā)布了72量子位的量子處理器“狐尾松”;3月,Rigetti公司公布了可用于云訪(fǎng)問(wèn)的19量子比特芯片。
量子雷達(dá)研究取得多項(xiàng)進(jìn)展。4月,加拿大沃特盧大學(xué)研究人員宣布開(kāi)發(fā)量子雷達(dá)技術(shù),可穿透強(qiáng)背景噪聲將包括隱身飛機(jī)和導(dǎo)彈在內(nèi)的目標(biāo)以極高的精度識(shí)別出來(lái);9月,英國(guó)約克大學(xué)研究人員在第15屆歐洲雷達(dá)會(huì)議上宣布開(kāi)發(fā)出量子雷達(dá)樣機(jī);11月,俄羅斯無(wú)線(xiàn)電技術(shù)與信息系統(tǒng)聯(lián)合企業(yè)對(duì)采用量子無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的試驗(yàn)雷達(dá)進(jìn)行測(cè)試,成功完成探測(cè)與跟蹤空中目標(biāo)的任務(wù)。
量子導(dǎo)航取得突破。11月,英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)在國(guó)防部支持下研發(fā)出世界首款量子導(dǎo)航設(shè)備,通過(guò)量子加速計(jì)測(cè)量物體速度隨時(shí)間的變化,結(jié)合物體起點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所處的新位置。該設(shè)備完全獨(dú)立于基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng),不依賴(lài)任何外部信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。
智能技術(shù)融入輔助決策,支撐作戰(zhàn)指揮智能化發(fā)展。1月,美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)“用于數(shù)字企業(yè)的多源利用助手”(MEADE)項(xiàng)目,旨在開(kāi)發(fā)一種虛擬助手來(lái)幫助分析人員處理大量復(fù)雜情報(bào)數(shù)據(jù)。該虛擬助手不僅能基于已有信息源回答基于事實(shí)的問(wèn)題,還能以對(duì)話(huà)形式為分析人員提供信息;5月,美國(guó)國(guó)防部Maven人工智能項(xiàng)目啟動(dòng)滿(mǎn)1年,所開(kāi)發(fā)的算法已在中東及非洲多地投入使用,從“掃描鷹”“死神”無(wú)人機(jī)搜集的海量數(shù)據(jù)中識(shí)別關(guān)鍵目標(biāo),將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供指揮官做出作戰(zhàn)決策的情報(bào)。
通信基礎(chǔ)技術(shù)不斷進(jìn)步,通信系統(tǒng)裝備發(fā)展平穩(wěn)推進(jìn)。各國(guó)不斷通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試、驗(yàn)證通信基礎(chǔ)技術(shù)成果。太赫茲通信方面,泰克公司聯(lián)合法國(guó)“電子、微電子及納米技術(shù)研究院”(IEMN)演示了通過(guò)單載波無(wú)線(xiàn)鏈路實(shí)現(xiàn)100吉比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率;量子無(wú)線(xiàn)電技術(shù)方面,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)研制一種量子磁通信電臺(tái),可在無(wú)線(xiàn)電和衛(wèi)星通信受限或不存在的地區(qū)實(shí)現(xiàn)通信和導(dǎo)航。
美歐繼續(xù)推進(jìn)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及方案研發(fā)。DARPA“100Gbps射頻骨干網(wǎng)”項(xiàng)目取得重大突破,1月DARPA聯(lián)合諾·格公司在城市環(huán)境中(20千米范圍內(nèi))操作、演示了速率為100吉比特/秒的數(shù)據(jù)鏈路,6月開(kāi)始的飛行測(cè)試中,又演示了速率100吉比特/秒、通信距離達(dá)100千米的空地鏈路;7月,空客公司推出安全的空中軍事通信網(wǎng)絡(luò)解決方案——“天空網(wǎng)絡(luò)”(NFTS),可在飛機(jī)、衛(wèi)星、指揮中心和地面/海上部署的移動(dòng)部隊(duì)之間實(shí)現(xiàn)互操作;9月,美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)信息研究所公布近期通信研究課題,從中可以看出美國(guó)空軍仍將高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的機(jī)載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作為重點(diǎn)。
定位導(dǎo)航授時(shí)技術(shù)推陳出新,為深空、室內(nèi)導(dǎo)航提供解決方案。1月,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)在空間環(huán)境中成功開(kāi)展了“空間站X射線(xiàn)授時(shí)及導(dǎo)航技術(shù)探測(cè)器”(SEXTANT)項(xiàng)目演示,驗(yàn)證了可使用毫秒脈沖星精確確定以每小時(shí)數(shù)千公里速度運(yùn)動(dòng)的物體位置。7月,DARPA“快速輕量自主”(FLA)項(xiàng)目成功完成第二階段飛行測(cè)試,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的視覺(jué)輔助導(dǎo)航技術(shù)可使小型無(wú)人機(jī)在不依賴(lài)GPS導(dǎo)航以及外部操作員或傳感器通信的情況下自主執(zhí)行任務(wù),在城市戶(hù)外和室內(nèi)自主飛行場(chǎng)景下都取得了重要進(jìn)展。此外,美國(guó)陸軍航空導(dǎo)彈研發(fā)工程中心(AMRDEC)和雷多斯公司(Leidos)公司在MQ-1C“灰鷹”無(wú)人機(jī)上對(duì)基于視覺(jué)的導(dǎo)航技術(shù)(VBN)進(jìn)行了飛行測(cè)試,結(jié)果表明視覺(jué)導(dǎo)航生成的位置測(cè)量是精確的,具有極高的置信度。雷多斯公司(Leidos)在美國(guó)陸軍坦克自動(dòng)化研發(fā)中心(TARDEC)支持下,還在開(kāi)發(fā)視覺(jué)綜合空間評(píng)估器(VISE),這種導(dǎo)航系統(tǒng)能夠充分利用可用信息源,在GPS拒止條件下,為地面平臺(tái)提供高精度的位置信息。
實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)電子戰(zhàn)性能能力,電子戰(zhàn)快速走向智能化。俄羅斯和美英法等國(guó)紛紛在敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)上,借助實(shí)戰(zhàn)充分驗(yàn)證了其電子戰(zhàn)技術(shù)與裝備的性能實(shí)力。1月,俄羅斯在敘利亞境內(nèi)使用電子戰(zhàn)手段成功抵御了大規(guī)模無(wú)人機(jī)襲擊;4月,在美英法三國(guó)聯(lián)軍對(duì)敘利亞發(fā)動(dòng)的空襲中,美方在戰(zhàn)前實(shí)施了周密的電子偵察,在空襲過(guò)程中具備全面的對(duì)敵防空壓制能力。從敘利亞沖突中可以看出,導(dǎo)航對(duì)抗已成為現(xiàn)代作戰(zhàn)中的新常態(tài);電子干擾和欺騙結(jié)合火力打擊和心理戰(zhàn),實(shí)施手段更靈活和隱蔽;圍繞巡航導(dǎo)彈打擊的電子攻防將繼續(xù)成為電子戰(zhàn)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。
美軍著手將認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)集成至作戰(zhàn)平臺(tái),電子戰(zhàn)技術(shù)加速走向智能化。4月,美國(guó)海軍航空司令部與雷多斯公司簽訂合同,選定該公司研制的新型電子戰(zhàn)技術(shù)用于F/A-18“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)未知雷達(dá)的實(shí)時(shí)探測(cè)與干擾。5月,美國(guó)海軍授予諾·格公司合同,為EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)算法以快速識(shí)別并干擾敵方的雷達(dá)信號(hào)。
新概念、新材料、新原理頻出,電子基礎(chǔ)技術(shù)取得多項(xiàng)重要進(jìn)展。新型材料技術(shù)與電路集成方案成為應(yīng)對(duì)摩爾定律終結(jié)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。7月,美國(guó)“電子復(fù)興”計(jì)劃召開(kāi)首次年度峰會(huì),討論了下一代人工智能硬件、如何應(yīng)對(duì)摩爾定律即將終結(jié)的挑戰(zhàn)、新型材料與電路集成方法等議題,公布了該計(jì)劃首批啟動(dòng)的六個(gè)項(xiàng)目及其研究團(tuán)隊(duì),分三個(gè)方向開(kāi)展研究,一是研究可用于大規(guī)模系統(tǒng)集成的新材料和新架構(gòu);二是探索現(xiàn)代片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性和成本障礙問(wèn)題的解決方案;三是探索靈活性計(jì)算架構(gòu)的開(kāi)發(fā)?!半娮訌?fù)興”計(jì)劃是美國(guó)于2017年6月推出的,旨在推動(dòng)材料、設(shè)計(jì)、架構(gòu)三大支柱領(lǐng)域的創(chuàng)新,應(yīng)對(duì)摩爾定律終結(jié)挑戰(zhàn),以期繼續(xù)保持美國(guó)在該領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)和引領(lǐng)地位。
下一代存儲(chǔ)技術(shù)取得多項(xiàng)新進(jìn)展。2月,美國(guó)耶魯大學(xué)與IBM華生研究中心合作開(kāi)發(fā)出新型相變存儲(chǔ)器單元。該存儲(chǔ)器單元首次采用封閉式相變介質(zhì)結(jié)構(gòu),耐久性提升4個(gè)數(shù)量級(jí),創(chuàng)造了相變存儲(chǔ)器耐久性新紀(jì)錄,有望加速相變存儲(chǔ)器取代靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、閃存等當(dāng)前主流存儲(chǔ)器的進(jìn)程,推動(dòng)相變存儲(chǔ)器在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、模擬仿真等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。3月,美國(guó)水星系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)出可用于精導(dǎo)武器的微型數(shù)字射頻存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器采用三維垂直堆疊架構(gòu),器件尺寸僅為傳統(tǒng)數(shù)字射頻存儲(chǔ)器的四分之一,可集成到精確制導(dǎo)武器中,賦予武器有源電子干擾能力,提高精確制導(dǎo)武器在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的作戰(zhàn)效能。
美國(guó)成功實(shí)現(xiàn)砷化鎵基銦砷銻薄膜制備。2月,美國(guó)石溪大學(xué)利用異質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),克服了晶格失配難題,在砷化鎵襯底上外延生長(zhǎng)出響應(yīng)波長(zhǎng)8~12微米、少數(shù)載流子壽命185納秒的銦砷銻薄膜,為研制高性能、低成本長(zhǎng)波紅外探測(cè)器開(kāi)辟新的技術(shù)途徑。以砷化鎵為襯底有望實(shí)現(xiàn)銦砷銻薄膜的大規(guī)模、高質(zhì)量、低成本制備,促進(jìn)其在高靈敏度、大面陣、低成本長(zhǎng)波紅外探測(cè)器中的應(yīng)用,推動(dòng)導(dǎo)彈預(yù)警、空間遙感、情報(bào)偵察、精確制導(dǎo)、夜視觀瞄等裝備發(fā)展。
隨著各國(guó)相關(guān)戰(zhàn)略政策的落實(shí),賽博空間作戰(zhàn)、電子戰(zhàn)、電子頻譜戰(zhàn)等相關(guān)概念的進(jìn)一步完善,以及人工智能、量子信息等前沿技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,國(guó)外軍事電子科技與工業(yè)將繼續(xù)保持快速發(fā)展態(tài)勢(shì),并將成為其他領(lǐng)域裝備與技術(shù)發(fā)展的“倍增器”。