如果你的手机GPS或者北斗定位偏差了一纳秒（十亿分之一秒），你可能都不会有明显的感觉，最多就是地图上的定位地点稍微漂移了一下，又或者说是导航卡顿了一下。但对于每秒飞行五英里的低轨卫星、以光速传播的无线电波或者每秒进行数十亿次运算的AI芯片来说，一纳秒的差别可是大事。

呵，于是美军又要玩“新花样”了——听说他们要抛弃GPS时钟信号，改用量子时钟来提高武器精度。

原因不过如此：GPS时间精确度只到纳秒级别，还易受干扰。而量子时钟可以做到皮秒级别，装在导弹和小型无人机上后，就无需依赖外部信号。

据美国知名军事媒体《BreakingDefense》介绍，去年太平洋演习中，美军研究部门把大型量子时钟实验设备缩小化，让它们能在船上正常工作，仍保持原子钟级精度。此次测试结果一直保密，直到昨日（当地时间9月12日），在美国空军协会会议上公布了此次测试结果——极高的精确度令参会者纷纷惊叹。

看他们乐此不疲地玩新科技，我倒想看看，他们的小装置能否经受风浪的摧残，在海上艰苦环境下发挥作用。目前虽已实现短期测试的成功，但长期运作的稳定性仍存疑。

不过，新技术总有第一步。我们也应警醒，不要让他们取得决定性领先。须保持坚定理性，勇于创新，才能驾驭新工具，保卫和平。

量子时钟：精确军事行动的未来

量子时钟是一种利用量子物理原理来测量时间的设备，它可以比传统的原子时钟更加精确和稳定。量子时钟的精度可以达到每10亿年才会有一秒的误差，而原子时钟的精度是每一亿年才会有一秒的误差。这样的高精度对于军事和民用领域都有重要的意义，比如提高卫星导航、无线通信、雷达探测、精确制导、量子计算等方面的性能。

量子时钟利用了量子物理中一个重要的现象：超精细结构（hyperfinestructure）。超精细结构是指原子核内部质子和中子之间存在着微弱的相互作用，导致原子核的自旋（spin）和原子内部电子的自旋之间有一个微小的耦合。这个耦合会使得原子内部电子的能级发生微小的分裂，形成两个或多个亚能级。这些亚能级之间的跃迁所对应的电磁波的频率比原子时钟所用的电磁波的频率更高，也就是说，更接近单色，也更稳定和准确。

量子时钟就是利用了这些亚能级之间的跃迁来作为时间单位。但是，要实现这样的跃迁，需要用到更高频的激光或微波，而且需要把原子冷却到接近绝对零度的温度，以减少原子之间的碰撞和运动。这些都增加了量子时钟的技术难度和成本。但是，量子时钟的精度可以达到每10亿年才会有一秒的误差，比原子时钟高出一个数量级。

总的来说，量子时钟技术相比于传统的原子时钟技术有以下几个优势：

更高的精度：量子时钟可以达到每10亿年才会有一秒的误差，而原子时钟只能达到每一亿年才会有一秒的误差。这意味着量子时钟可以更好地反映时间的真实流逝，更接近物理学中的理想时钟。

更小的体积：量子时钟可以利用一些新型的原子或分子，比如锶、铯、铷等，来作为时间单位。这些原子或分子有着更高频的超精细结构跃迁，因此需要更小的激光或微波腔来激发它们。这使得量子时钟可以做到更小的体积，甚至可以装在手表或手机上。

更强的稳定性：量子时钟可以利用一些新型的技术，比如光晶格、光纤环、光频梳等，来增强原子或分子的隔离和控制。这使得量子时钟可以更好地抵抗外界环境或设备本身的影响，从而保持更长时间的稳定性。

更高的安全性：量子时钟可以利用一些新型的机制，比如量子纠缠、量子隐形传态、量子密码等，来实现时间信号的加密和认证。这使得量子时钟可以更好地防止敌人对时间信号的干扰或欺骗，从而保证时间信号的安全性。

精确、小、稳定且安全，这不正是军用产品的最佳选择吗？

为什么五角大楼这么在意量子时钟？

简单来说就是量子时钟对于美国军方而言很重要，但是在商用、民用方面还难以落地，五角大楼想要在这种尖端技术方面保持领先，只能亲自下场。

量子时钟虽然有着种种好处，但也如前文所言，存在种种问题，这些问题需要大量的研发投入和创新能力来解决。然而，量子技术在商业和学术界的研发动力并不足够，因为量子时钟的市场需求还不明确，而且量子技术的基础理论和实验技术还不成熟。因此，五角大楼需要在推动量子时钟的研发方面发挥领导和资金支持的作用。

五角大楼已经意识到了量子时钟的重要性和紧迫性，因此在过去几年里，加大了对量子技术的投资和合作。例如，美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动了“ACES”（原子时钟与增强稳定性）项目，旨在开发更小型、更稳定、更可靠的原子时钟，并将其集成到卫星、飞机、无人机等平台上。该项目已经取得了一些进展，比如成功地将一个原子时钟装在了一个鞋盒大小的空间里。

五角大楼在推动量子时钟研发方面的领导和资金支持，不仅可以提高美国军事优势和安全保障，也可以促进量子技术在民用领域的应用和发展。例如，美国能源部（DOE）正在建设一个全国范围的量子互联网，它可以利用量子时钟来实现超高速、超安全、超低延迟的数据传输和处理。这样的量子互联网可以为科学研究、医疗保健、金融服务等领域带来巨大的好处。

量子时钟是最有可能在5到10年内实现的量子技术之一，它可以提高通信、干扰和精确制导等方面的能力。但要做到这一点，还需要解决一些技术难题，比如如何缩小体积和增强稳定性等。

中国作为一个科技大国，一直在量子时钟技术上不断探索和创新。近年来，中国在量子时钟技术上取得了一系列的突破和进展，引起了国际社会的关注，不过从公开资料暂且无法得到任何确切的研究进展。需要注意的是，美国媒体经常会将一些“高帽子”戴在中国头上，比如说什么“世界首个空间量子钟”、“世界最稳定的光晶格时钟”、“世界首个移动式光纤环时钟”。

要我说，哪有那么多的“世界首个”啊，美国媒体有时候是收了美国军方的钱，就知道胡吹海吹中国技术发展，以方便美军向五角大楼讨经费罢了。此外，有些这样的报道也可能是美特在套取国内知情人士的信息，看到这类浮夸的文稿，若想争论一番，还是要慎重结果一些。

但是，话说回来，就目前公开的资料来看，中国在量子时钟技术上不仅有了理论上的突破，也有实践上的具体应用，美国想要在这方面领先，恐怕不是一件容易的事情，五角大楼的相应经费得好好地多准备一些了。

好了，本文就写到这了，亲爱的读者朋友，你对美国推进量子时钟技术的发展有什么看法？欢迎在评论区给出你的观点，让我们一起讨论这个有趣的话题。

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