固线月，北约科技组织（NATO Science & Technology Organization）发布《2020-2040科技发展的新趋势：探索科技前沿》（Science & Technology Trends 2020-2040：Exploring the Edge)，阐明了北约重视的八大新兴颠覆性技术（Emergent Disruptive Technologies, EDTs)，具体包括数据科学、人工智能、自主性、量子技术、太空技术、高超声速技术、生物科学技术与人类增强技术和新型材料与制造技术，并指出未来20年的科技发展的新趋势将呈现出智能化、互联化、分布式化和数字化四大特点。

  量子计算机有望提供跨数量级的更强大的计算能力，超越经典设计的计算机对于特定分析问题(例如优化和模拟)的理论极限。这种计算能力上的飞跃将使加密和解密代码的方法变得很复杂，使当前的加密方法变得过时。先进和快速的建模与仿真（M&S）将使复杂的操作和组织决策成为可能，并开发材料和生物技术的新方法，以及下一代人工智能(例如用于目标和图像识别问题的量子神经网络)。

  量子传感器将比现有系统敏感许多倍，这将支持反隐形和隐蔽雷达的发展。磁、声和重力传感器大幅度的提升了反潜作战（ASW）的能力，并支持发展到目前为止难以实现的低功率高灵敏度机载和间隔型传感器。具体应用包括全天候、日夜战术(战场等)感应(短距离、主动/被动、隐蔽、使用EO/IR/THz/RF频率)用于ISTAR，以及战略(远程海上、空域、空间)监视(主动、RF)。此外，量子传感器在抗干扰能力方面具备极其重大潜力。

  量子感知的技术成熟度仍然很低。但是，一些使能技术正在快速地发展，有望在未来解决北约ISR的挑战。改进的传感器能用来建立世界各地重力和磁异常的地理参考地图。在QT重力、磁和电子战传感器的短期目标投资可能会展示新的军事能力，用于隧道勘测、磁异常探测和电磁感应。在中期，更好的量子传感器将使这些能力能够部署在更具挑战性的军事环境（如太空）。从长远来看，使用缠结分布网络可能会使分布式传感器的精度比目前高数千倍。

  PNT有两种根本不同的方法，一种涉及外部信号的传输和接收，如GPS，另一种则依赖于独立的运动感知，如惯性系统提供的。由于未来的安全环境预计会有一个高度竞争的电磁环境(干扰和欺骗)，北约将需要为在GPS拒止环境中作战准备好。对量子技术的投资将增强对这些新兴脆弱性的抵抗力。量子技术预计将支持极其精确的时间和极其精确的加速度测量和角位移测量，它使用一个不同的量子技术,提供极其精确的惯性导航和时机，这需要GPS和其他相互依赖意味着由于对策或内部结构变得不可用。开发冷原子QT将使全球导航卫星系统(GNSS)可以通过更小的量子时钟抵御全球导航卫星系统的攻击，而且重力和磁感都能够最终靠测量地图用于地理坐标测量。预计PNT将首先通过安装在机架上的单元(如台式计算机大小)部署，适合在更大的移动军事系统(如舰船)上使用。通过对中长期的持续投资，该系统有望在尺寸、重量、功率和成本方面有所降低，最终提供比当前GNSS性能更好的导航，并大幅度减少对外部参考的依赖。

  量子遥感的发展有望提供更准确的目标识别、秘密检测和监视能力，从而可能使隐形技术过时。目前已知的量子增强遥感方法有两种：一种是利用量子干涉术，另一种是利用量子照度。这两种方法都依赖于使用纠缠光子，并保留一半的纠缠光子对，同时将另一半(以已知的方向)发送出去与环境进行交互。这些传感器将使测量更加精确和灵敏，使用更低的功率，用于探测和跟踪小型隐形目标。发展将依赖于几个量子工程的能力，例如控制单个纠缠光子对的产生，隔离保留每一对中的一个的能力，以及检测返回的光子以与惰子作比较的能力。

  量子计算研究主要受到商业利益的驱动。虽然特殊用途的量子计算设备可能会在未来一段时间内问世，但要开发出通用量子计算机，可能还有非常长的路要走。根据专家估计，这样的量子计算机可能会在未来15到50年才能出现。从中期来看，新的量子优化算法的发展和国防问题的建模与仿真可能应用于特殊和有限的大数据与高级分析问题。

  量子通信能力(用于超安全信道)是目前一个重要的研究领域。短期使用量子技术能检测通信通道上的窃听者。量子密钥分发(QKD)和量子后量子加密选项的逐步发展将为联盟提供优越的加密能力。在中期投资应该集中于量子光通信的反窃听能力和作为防御干扰，使联盟了解漏洞和机会。从长远来看，应该开发一个全世界的量子纠缠分布系统，以支持安全通信和其他高级量子应用程序。

  太空技术开发必须直面太空的独特作业环境，其中特点包括：行动自由、全球视野、速度、自由进入；接近真空；微重力条件；隔离以及极端环境(温度、振动、声音和压力)等。

  太空技术是北约国家开展军事行动的基础，能够为C4ISR系统提供空间，导航和防御支持，是北约现有综合能力的核心，也是北约建立技术优势的基础。在未来20年，这种对太空和太空衍生数据的使用只会增加，使C4ISR的作战能力逐步提升同时全面融入战场。结合高级大数据分析和人工智能技术，有可能明显提高所有级别的态势感知能力，支持近乎实时的作战效能评估，并增加目标锁定的成功率。

  小型卫星拥有多样化的军事能力，可以执行曾经大型航天器才能执行的军事任务。目前，不同大小和自主程度的小型卫星已经用于ISR收集活动，具有短时间重新访问、快速启动和灵活定位等优势。增加小型卫星的使用，并采用新的低功率被动和主动传感器，将提高全球和太空的态势感知能力。未来，随着小卫星自主性持续不断的增加以及星座的发展，C4ISR的能力将会得到进一步提升。

  地面基PCL雷达探测距离的增加，加上天基接收器的增加，将使得在敌对或中立区域的更大范围内进行实时的RAP(识别空中图像)。它将能够对大范围内的活动进行深入观察，并利用敌国或中立国的机会传送器对目标进行探测、精确跟踪和识别。这种方法有可能实现对战术弹道导弹和高超音速导弹的更全面的探测和跟踪。

  此外，太空技术对于反卫星也有重要意义。来自反卫星武器或机器人寄生系统的风险将变得更严重。日益拥挤的轨道、小型卫星大星座的增加使用以及日益增加的空间碎片对近地环境的污染将影响天基系统的有效性与可靠性。

  各种小型卫星已经在所有领域的军事行动中使用。然而，这些系统在使用和任务能力方面受到限制。要完全满足军事需要，还需要加大科技攻关力度，提高关键技术的TRL级别。随着所需要的自主级别的增加，当前的TRL级别正在降低。因此，根据所观察到的技术，当前的TRL等级在3-9之间。还需要在低功率推进、自主和卫星控制方面做更多的研究，以使下一代小型卫星集群或任务特定轨道调整成为可能。

  目前，这一技术的TRL等级可以估计在2 ~ 3之间。这些研究目前处于理论考虑和基本现象建模的阶段。选定的现场测试显示了被动雷达在发射和弹道滑行阶段跟踪导弹（in launch and ballistic phases）等快速目标的能力。据估计，这项技术将在未来五年内达到TRL 4-6级，并在未来20年内达到9级。

  这一技术的TRL级别将随着上面概述的不同技术而变化，但是目前没有一个达到TRL5以上。重力仪（Gravitometers）达到TRL5。虽然大多数成像仪达到了TRL4，一些射频传感器也达到了TRL5。量子密钥分发（QKD）位于TRL7，并且已经在太空中进行了演示，但是在向更大的网络扩展的过程中遇到了巨大的挑战。在5到15年内，精确导航系统、QKD、成像仪和重力传感器将达到TRL9的水平。

  高超音速武器系统是指速度超过5马赫(约6125公里/小时)的武器系统。在这种情况下，空气的分离变得很重要，而上升的热负荷对飞行器构成了极大的威胁。高超音速飞行阶段发生在从太空返回大气层期间，或由火箭、超燃冲压发动机或联合循环推进/持续大气飞行期间。高超声速武器最重要的包含高超声速巡航导弹（Hypersonic Cruise Missiles, HCM）和高超声速助推滑翔飞行器(Hypersonic Glide Vehicles，HGV)。

  前者依靠超燃冲压发动机在大气层内实现高超声速飞行。而后者工作模式类似于弹道导弹，需要火箭助推到一定高度，然后无动力滑翔，但飞行高度更低，且具有较高的机动性。具体而言，高超声速助推滑翔飞行器是在一定初速下，依靠气动升力和离心力，克服自身重力，在大气层内做远距机动滑翔的飞行器。其显著特点是利用助推火箭达到高超声速或从近地轨道离轨再入大气层，在无动力条件下，仅依赖气动力进行滑翔飞行。高超声速巡航导弹与传统的亚声速或超声速制导装备相比，具有飞行速度快、作战射程远、突防能力强、攻击范围广、结构质量轻和打击效能好等诸多优点，主要可用于对时间敏感目标、移动目标、加固目标等实施远程精确打击。

  高超音速系统将使得快速、极具挑战性的打击和精确的动能打击成为现实。通过群发或齐射方式，能增加高价值目标的动能杀伤概率。特别是高超声速巡航导弹（HCMs）将提供穿透对手防空的重要能力，因为它们的速度快、更加灵活，传统空中和弹道导弹防御系统的交战空间之间的作战高度高。这种能力对于对付高价值的时间敏感目标或在飞行期间快速重新瞄准也很有价值。

  目前，世界多个国家正在积极进行高超声速武器研发和部署，俄罗斯成为了这一领域的先驱。

  2018年3月1日，俄罗斯成功试验了“匕首”高超音速空射导弹，官方报告数据显示已进入服役阶段。“匕首”高超声速巡航导弹可搭载核战斗部或常规战斗部，飞行速度高达10马赫，最大射程2000千米，主要载具是米格-31战斗机。3月末，俄罗斯宣布已经测试了一种名为“锆石”的新型高超声速武器，这是一种舰载反舰和陆基攻击导弹系统。“锆石”高超声速反舰巡航导弹飞行速度达8马赫，主要装备于“亚森”级核潜艇、“哈斯基”级核潜艇和“彼得大帝”号核动力巡洋舰等。12月26日，俄罗斯成功试射了一枚“先锋”高超声速助推滑翔导弹。该导弹在飞行过程中，机翼如期进行了垂直和水平控制机动，在指定时间内摧毁了6000千米外的目标。俄罗斯总统普京表示：“俄罗斯至此拥有了一种新型战略武器。”

  美军在“全球快速打击”构想框架内，正在全力研制多款非核高超声速武器系统，最重要的包含潜射型中程高超声速助推滑翔导弹、“驭波者”高超声速飞行器、X-43高超声速无人技术验证机、空射型高超声速常规打击武器等。日本防卫省则于2018财年首次启动高超声速助推滑翔弹研究项目，宣布开发速度为5马赫以上的高超声速巡航导弹。法国将高超声速导弹视为其核武库现代化的重要步骤，法国航空航天公司启动了相关高超声速技术探讨研究项目。印度正在与俄罗斯合作共同研制型号为“布拉莫斯Ⅱ”的高超声速巡航导弹，飞行速度可达7马赫。除此之外，澳大利亚也提出了研发飞行速度超过10马赫的高超声速飞行器的概念构想。

  应当看到，未来20年里，由于面临重大的技术挑战和高能力成本等问题，高超音速飞行的研究和开发只有在研发能力高度发达、财力雄厚的国家才有实现的可能。这类武器能够适用于对战略和作战高价值目标(如关键基地、主战舰等)实施非核(动能)斩首打击，从而快速缩短战略和作战决策时间，可能会对战略稳定性带来严重冲击。

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