《校场》2020-07-27：量子通信技术真能掀起军事领域的一场革命吗？

源济

校场：量子通信技术真能掀起军事领域的一场革命吗？
新浪军事  2020年07月27日 09:49

微信网友 JokeHong：话说中国的量子通信技术已经进入试用阶段了，那霉国是不是很着急？因为不可破解啊。是否可以专门讲讲量子通信在军事上的运用前景和军用通信技术的现状及发展历史？




其实这事仅就现在来说还没那么玄乎。基本只要使用了量子技术的通信技术都叫量子通信，而现在的这个所谓的量子通信，其实就是用了量子加密技术的通信。这里我们甚至不需要知道量子加密的原理，只知道量子加密理论上是没有办法被破解的就行了。了解了这个，我们再来看现在的加密技术。目前应用最多的加密技术叫做RSA加密算法，RSA是这个算法的发明人的名字的首字母缩写。这条加密算法原理也很简单，就是质因数分解。比如说11和13是质数，那么我们加密的时候就使用这两个数字相乘得到143。这里边11和13我们称之为解密密钥，143我们称之为加密密钥，而因为我们的加密密钥是8位数（转换成二进制是10001111），所以这个算法我们就可以叫做“RSA8”。在RSA算法中，加密密钥是公开的，但是解密密钥是私人的。换句话说，所有人都能知道143，但是只有“被选中的孩子”才知道11和13，也只有使用11和13两个数才能破解我这段密文。那其他人想要破解我的密文怎么办呢？算。就是使用143这个数，逆推回来他是哪两个质数的乘积。不过这个方法说起来简单做起来难，毕竟现实中不会有人用RSA8来加密，比如前些年某公司用来帮我们管账号密码的，就是RSA2048算法，而当前最安全的算法则为RSA4096。虽然理论上能算出来，但是所需的时间、算力和电费就……（别等到一千年以后，所有人都遗忘了我）




当然，高效的破解办法也不是没有。目前最有希望破解RSA2048甚至更高的RSA4096的就是同样备受期待的量子计算机。所谓量子计算机就是使用量子比特的计算机，这种计算机相比于经典计算机的最大好处就是量子可以是“薛定谔的猫”，既死又活。换句话说，有2个比特的经典计算机一次计算可以表示00、01、10、11四个数字中的一个，但是有2个量子比特的量子计算机却可以同时表示这4个数字。因此，理论上量子计算机可以进行并行计算，算力相较于经典计算机有几何倍数的上升。




那么用量子计算机破解RSA2048要多久呢？此前一般认为如果有一台有10亿个量子比特的量子计算机，我们就能比较有效的破解RSA2048了。但这对于现在的技术来讲，依旧是一个天文数字。而谷歌的两位工程师Gidney和Ekera认为，如果优化算法，那么这台量子计算机破解RSA2048所需的量子比特的数量可以下降到2000万个——这样的计算机能在8小时内破解RSA2048。但问题是，现在的量子计算机发展到啥地步了呢？谷歌去年宣布实现量子霸权的那个玩意，只有53个量子比特……即使是乐观估计，人类也要在25年后才能做出有2000万个量子比特的量子计算机。而就算到时候2000万量子比特的量子计算机问世了，到时候也只需要把RSA的位数再翻几番就能接着用很久。因此量子加密通信虽然玄乎，但一时半会还没有什么用武之地，纯属前瞻性的布局。




微信网友 Lemon：图95的螺旋桨高空到底转不转？




转，但不是主动转。之所以转是因为螺旋桨轴已经与发动机轴断开处于自由运动的状态（顺桨），所以迎面吹来的空气会让带有攻角的螺旋桨叶片自发转动。




NK12是一种比较经典的早期涡桨发动机，那个时候受工艺水平所限，大部分涡桨发动机都有比较严重的“漏气”问题，就是燃气转化为螺旋桨机械能的效率比较低，就算燃气通过了涡轮，还是有一定的推力。所以苏联人索性破罐破摔，让NK12在空气稀薄的高空工作时顺桨。这样一来，虽然发动机的涡轮转速会急剧增加，但是并不会消耗太多能量对外做功。因此高温燃气对涡轮做功的量也很小。这时NK12直接就变身一个涡喷发动机了。




微信网友 吉祥爸：军舰上三面阵小尺寸相控阵雷达和单面阵大尺寸旋转相控阵谁的实际作用更强？




具体还是要看设计思路。单面阵的优势是功耗小、天线轻。意思是在发电量相同的情况下，采用单面阵就可以把阵面造的很大，这样一来雷达的探测范围也会增大。另外，单面阵很轻，意味着可以把它“举高高”，这样一来雷达对低空目标的探测距离也会更高。




而多面阵（主要是3面和4面），最大的优势就是不需要转，相当于机械硬盘和固态硬盘，不需要转了，信息的处理速度也就上去了，不用担心雷达转一圈回来敌人的导弹已经糊到脸上了。但问题就是3个阵面耗电量也是三倍，重量也是三倍。既然你已经接受了3面天线带来的3倍耗电和3倍重量，那如果按照这个功率和重量来设计一个单面旋转天线，那雷达的探测距离可以增加30%左右。然后你都省了这么多钱了，就不考虑再加点钱把这么大的阵面做成3面提高刷新率吗？结果就是3000预算进卡吧，4路泰坦抱回家……




在取舍方面，对于抗饱和打击压力不大的用户来说，单面阵可以用更低的价格实现更远的探测距离，是很有诱惑力的选择（比如FREMM、地平线）。而对于抗饱和攻击压力较大的用户来说，固定阵可以显著提升雷达的刷新率，可以最大程度上降低敌人利用雷达扫描间隙突防的可能性，是更加明智的选择（052C/D、伯克）。




微信网友 发糕徐：请问F35b满弹满油起飞重量是多少吨？升降机30吨够不够？




F-35B最大起飞重量比A/C型略低，为60000磅量级（大概27吨上下），30吨升降机满够用了。而且其实升降机的升降能力完全可以大幅低于这个数字，因为飞机不可能满油满弹进行升降。




出于安全考虑，在机库操作时，飞机必须清空燃油和弹药。在执行从机库向甲板调运飞机的操作时，标准的流程是把空油、空弹的飞机用升降机运上甲板。而执行这次任务所需的弹药则有两种转运方式：一是使用弹药升降机单独运输，二是和飞机一起用飞机升降机运输。在飞机和弹药都运上甲板后，由甲板上的地勤人员为飞机加油、挂弹、充电。在这种情况下，一台升降机一次转运的最大重量差不多相当于飞机的最大起飞重量减去最大燃油量，对于F-35B来说差不多是21吨上下。




而在舰载机着陆后执行将舰载机从甲板向机库转运的操作时，流程大概是飞机着陆后先在甲板上卸载弹药，之后利用升降机转运到机库中卸载燃油，或者直接在甲板上卸载燃油后运回机库。此时升降机的转运重量要么大致相当于空机重量，要么略大于空机重量。另外舰载机着舰会有严格的重量要求，如果重量不达标，需要抛弃挂载或者放掉部分燃油后才能着舰。以F-35B来说，其最大垂直降落重量不超过40000磅（18.1吨），滚动降落可以略高一些，但也不会相差太多。换句话说，就算F-35B不卸载弹药和燃油，直接违规推进机库，30吨级的升降机也完全可以胜任。




微信网友士兵：解释一下直升机主减速的工作原理，直升机整个重量都靠一根高速旋转的主轴链接机身，我好奇那个主轴是怎么和机身相互连接的？




其实这个看一下横切图就可以了。图为一架曾在德国服役过的171型直升机的主减速器横切图，图中齿轮上方即是主轴与减速器主体的连接部分，并没有什么特别精妙的结构，单纯靠力大飞砖。