以色列量子计算优势不再，安全风险加剧

快速阅读: 以色列政府投资3.38亿美元启动国家量子技术计划，以避免在量子竞赛中落后，但随着计划即将结束且未宣布后续，以色列面临失去优势的风险。

如果以色列在全球量子竞赛中失去优势，其可能面临易被黑客攻击的秘密数据、敌方更加精准且难以拦截的导弹等新现实。认识到这一紧迫性，以色列政府在本世纪初投资约3.38亿美元启动了国家量子技术计划，将以色列置于该领域全球十大投资者之列。为了避免像人工智能领域那样落后，以色列决心确保战略上的优势。然而，该计划即将结束，尚未宣布后续计划，以色列已经滑出前十，早期的优势如今岌岌可危。

长期以来，世界认识到量子能力将成为决定性的武器，而这场竞赛正处于高潮。在美国与中国竞争的背景下，特朗普政府指示将人工智能和量子技术作为2027年研发预算的基础。安全是首要优先事项，其次是太空和能源，目标是在这些领域加速量子能力的发展。

在欧洲，长期以来被认为主要关注环境问题，直到俄乌战争爆发，去年7月发布的欧盟政策文件将安全置于其量子战略的核心位置。除此之外，还包括更明显的研究与开发、基础设施、生态系统发展和建立核心能力等优先事项。

或许您未曾注意到，我们已经处于第二次量子革命之中。第一次量子革命催生了原子钟等技术。与人工智能领域的迟缓觉醒不同，以色列早在2018年就启动了一项6100万美元的计划，以推进量子科学和技术。两年后，这项计划演变为国家量子科学和技术计划，得到了前述3.38亿美元的投资支持。

这是一笔可观的资金，但在其他国家对该领域的投资总额约为567亿美元的背景下，这笔资金显得微不足道。根据量子业务发展和专业服务咨询公司Qureca的数据，以色列的国内投资远超卡塔尔（1000万美元）、奥地利（1.23亿美元）和意大利（2.62亿美元），但远远落后于英国（54.9亿美元）、美国（76.7亿美元）和中国（153亿美元）。

“中国或伊朗可能破解我们的加密系统”

但问题来了——大家都在往哪里跑？量子理论（又称量子力学或量子物理）形成于20世纪20年代，用于描述世界在最小的亚原子尺度上的行为。它描述的现象挑战了早期的物理理论，似乎对人类思维来说几乎是不可能的：粒子可以同时存在于两种状态、出现在不同的地方或从远处相互影响。

我们已经在日常技术中看到了量子科学的应用，从激光到半导体再到MRI机器。然而，近年来，该领域扩展到了可能改变世界的领域。这些包括量子通信和加密、新材料的开发、超级敏感的传感器，以及最重要的量子计算机，其工作原理与我们所知的传统计算机根本不同。

在以色列，国防军是量子计划的领导者之一，与科技部、财政部、以色列高等教育委员会规划与预算委员会（VATAT）和以色列创新局共同推动。国防军的量子项目由纳达夫·科恩博士领导，他担任国防部研究与发展总局（DDR&D/MAFAT）科学技术部门负责人。

“量子计算基于一种新的现实操作系统，”科恩博士说，“它利用量子世界的某些基本准则帮助我们解决经典计算机可能永远无法达到速度的问题。”在经典计算机中，最小的数据单位是比特，可以包含1或0的值。而在量子计算中，最小单位是量子比特，它可以同时是0和1以及中间状态。“除此之外，我们还引入了一个称为纠缠的元素，”他解释说，“我可以取两个或多个粒子，让它们像一个连接的粒子一样行为。鉴于量子比特的能力，这种连接在量子计算机中创造了许多经典计算机永远无法匹敌的可能性。”

那么，量子技术如何融入安全领域呢？首先，是加密。当前的加密系统依赖于基于两个数字相乘的算法。当只有最终结果给出时，实际上没有方法可以恢复原始数字并破解加密。但是，一种名为Shor算法的量子算法改变了这一点，展示了快速分解数字并破解密码和加密的能力。

尼尔·米纳比，Classiq Technologies的创始人兼首席执行官，该公司专注于开发量子计算软件工具，他强调了一个问题：所有机密——核秘密、情报和政府信息——都可能被任何人获取。“中国或伊朗可能会对我们发动网络攻击，这将是一场灾难。如果加密方法不改变，它们就可能被破解。这些能力远远超出了超级计算机，甚至是最先进的AI所能达到的水平。”

澳大利亚海军成功测试了量子导航传感器，该系统能够有效替代GPS。该系统基于测量地球重力场的微小变化，能够抵抗干扰，而这种干扰正是GPS的弱点。众所周知，在安全领域，精度是一项极其宝贵的资产。

米里亚姆·什特尔曼，Tal Ventures的合伙人，同时也是欧洲量子旗舰项目的以色列代表，给出了另一个量子计算对安全产生影响的例子：“量子技术可以改进复杂的计算，例如识别导弹齐射，并提高拦截率。因此，很明显，在这里，国防将占据首要位置。”

“我们错过了人工智能，不能错过量子技术”

量子技术是深科技产业的关键部分，该行业致力于开发解决重大科学和工程挑战的技术。Assaf Wise，风险投资基金Earth & Beyond Ventures的合伙人兼首席技术官表示，以色列是世界上人均深科技投资最多的国家。然而，他说，“在量子技术领域的投资远低于领先国家，政府在这一领域的投资只是沧海一粟。”

“我们的初创公司筹集了超过3000万美元的资金。创新局也参与了这一轮融资，但最终大部分资金来自私人投资者。这个数额超过了以色列政府直接投资给每家国防公司的量子计算推进资金。”

目前，以色列有二十多家量子技术公司运营，大多数是计算初创公司。科恩博士估计，除了国家的投资外，这些公司已经筹集了近7亿美元。尽管这一数字几乎是国家投资（约3.38亿美元）的两倍，但后者对于为该行业提供安全保障和愿景至关重要。这项投资由TELEM论坛管理并定向，以满足国家的需求。TELEM论坛包括以色列科学院、以色列高等教育委员会（VATAT）、DDR&D/MAFAT、以色列创新局、创新科技部、财政部和国防部的代表。

Wise说：“以色列在学术界拥有优秀的基础设施，排名世界前十，甚至更高。”“Quantum Machines筹集了2亿美元，Quantum Art和Quantum Source在离子型和光子型量子计算机方面引领着突破性技术。以色列在这个领域有大量投资，投资者知道为什么他们会在这里投入资金。这是因为这里有大量的活动、知识和技术能力，达到了国际标准。”

今天，以色列正处于一个对其未来，特别是安全未来至关重要的十字路口。一方面，公司数量增加了四倍，参与该行业的学术团体数量翻了一番。然而，正如所提到的，预算预计将在今年年底耗尽。因此，论坛任命了一个委员会，负责制定后续计划。在委员会召开会议并向政府提交建议之前，未来仍充满不确定性。

什特尔曼表示，以色列错过了人工智能的机会，“在量子技术上，我们不能错过——不会有第二次机会。我们在人工智能领域看到的全球资金对人才的狂热只是一个预兆，预示着量子技术领域即将发生的事情。培养这样的人才需要至少15年的时间，这不是通过课程就能提供的教育。另一个挑战是建立一家公司所需的资源规模，通常仅在初期就需要数千万美元，这在以色列市场很难筹集到，需要从国外获得资源。”

在全球量子能力竞赛中，即使是好朋友也不愿意分享知识。科恩博士说，这对以色列也是如此，“我们开始讨论法规和障碍，以防止技术知识的转移。换句话说，如果我有知识，我希望将其保留在以色列境内。”

在以色列工业界，QUBIT IL 的成立旨在创建一个量子社区，成员之间互相支持和培育。斯蒂尔曼担任董事会成员，其目标是将以色列确立为该领域前十的国家之一。“这是一个特殊的环境，大多数初创公司不会相互竞争，而是有很多互助。以色列的高科技文化源于合作，同样的合作精神也可以在量子领域看到。”

Classiq 是开发量子计算软件基础设施的公司之一，也是以色列量子产业的重要参与者，已经筹集了约 1.8 亿美元。创始人兼首席执行官米纳比表示，没有其他国家像以色列这样拥有政府间合作的文化，这对行业至关重要。

他还强调：“量子计算是一个全新的世界。过去 70 年来，我们所知的所有计算机，无论性能高低，都共享着相同的‘DNA’。而量子计算机则是外星生物，开启了几乎难以想象的应用大门。解决那些传统计算机需要数十亿年才能完成的问题现在变得可能，这在国防、汽车和化学等行业引发了广泛兴奋。开发新材料需要复杂的模拟，这在过去长期阻碍了国防部门的发展。现在，原本需要 15 到 20 年的过程可以大幅缩短。”

对于以色列国防工业而言，量子技术的成本和风险

主要的国防公司虽然试图保密，但仍然深入参与以色列量子产业的发展。“我们距离能够实现惊人成就的量子计算机只有两年之遥，但我们尚未完全理解其全部潜力，”一位高级国防官员告诉《环球报》。“我们在加密能力方面处于世界级水平，这不同于人工智能领域，整个量子领域可能会颠覆人工智能。单台量子计算机能做的事情，即使是大型数据中心也做不到，这有助于缩小以色列在人工智能领域的差距。”

科恩博士解释说，以色列国防军正与所有相关方——主要国防工业、埃尔比特、IAI 和拉斐尔、学术界和初创公司——合作，以建立理想的联盟。“大型国防公司是推动以色列量子产业发展的一部分。这些公司内部有某些实体进行几乎达到学术水平的研究。他们还发表非常出色的科学论文。”

怀斯对国防部门非常了解。他在情报部队的技术单位服役，退役时担任上校，领导过项目和作战研发。之后，他担任了一家国际工业技术公司的首席技术官。“国防公司在技术生态系统中占据重要位置，因为他们愿意承担初始开发过程的成本，以维持相对于对手的优势。相比之下，私营部门在技术完全成熟之前不太可能投资。国防工业在技术采纳中发挥关键作用，推动早期阶段的技术发展。”

怀斯认为，民用和国防领域可以形成协同效应。“量子计算机的大部分工作都是民用而非军事，但在幕后，世界各国都在密切关注。我告诉投资的量子计算机公司的首席执行官：当他把机器放在桌子上时，就会得到国家和国防出口管制局（DECA）的全面关注。你们创造了一个战略能力，就像原子弹一样，但如果以色列不投资并领先，可能会为时已晚。”

米纳比说，国防部/MAFAT 在量子领域处于领先地位。“想想如果我们国家没有准备战略武器会怎样，或者拥有这些能力后我们可以做什么。很多时候，国防领先于民用部门。借助量子技术，有机会利用国家利益在全球范围内。”从全球视角来看，当以色列还在讨论是否要制定国家级后续计划时，其他国家早已行动甚至超越。英国量子（UKQuantum）是一个代表英国量子行业的组织，被认为是其中最令人印象深刻的。“存在一些问题，例如：一个国家投资国内生产总值的比例是多少？投资是否集中在特定领域还是分散在多个领域？如何管理？是否有效？沙特阿拉伯投入了大量资金，但很难知道这是否达到了预期效果。对于国家和企业来说，这显然是一场没有明天的国际竞赛。”

由于技术障碍，量子计算机尚未成为成熟产品，这些障碍始于量子位。据科恩博士所述，“量子位不喜欢同时处于两个状态，它倾向于只存在于一个状态。任何与环境的互动都会导致其塌缩至其中一个状态。这意味着，如果计算机温度升高，它就会崩溃；如果受到宇宙射线的影响，也会受到影响。要将计算机与其周围环境隔离极其困难，因此它们被放置在接近绝对零度的冰箱中。这些是能够减弱磁场效应的磁笼。”

另一个主要限制因素仍然是资源问题。“所有这些复杂的过程需要大量资金，”科恩博士说。“全世界投入了大量资金，但最终的问题是，‘多少算多？’具体数字来看，以多年的时间跨度计算，涉及的资金达到数十亿美元，但这可能仍然不够。”

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