Национальная безопасность США и ускорение квантового зондирования для позиционирования, навигации и синхронизации следующего поколения
Этому посвящен доклад Констанцы М. Видаль Бустаманте на сайте Центра новой американской безопасности (CNAS), от 28 мая 2025 года.
Одно из самых важных состязаний в области национальной безопасности сейчас разворачивается на полях сражений, невидимых невооруженным глазом — в слабых радиочастотных сигналах Глобальной системы позиционирования (GPS) и в квантовых состояниях отдельных атомов. На карту поставлены возможности Америки по позиционированию, навигации и синхронизации (PNT), основа для точной геолокации, планирования траектории и синхронизации времени в военных, гражданских и коммерческих областях. На протяжении десятилетий изобретенная США GPS служила основой мировой PNT, но присущие этой системе уязвимости стали очевидными, поскольку противники США все чаще глушат и подделывают ее слабые сигналы и создают оружие для уничтожения ее спутников. Помехи GPS уже подрывают военные операции и ежедневно нарушают до тысяч коммерческих рейсов. Более масштабные атаки могут привести к катастрофическим сбоям миссий и широкомасштабному нарушению работы критической инфраструктуры, что приведет к экономическим потерям, превышающим 1 миллиард долларов в день.
Перед лицом растущих угроз традиционным PNT квантовые датчики предлагают убедительную альтернативу. Используя неизменные свойства атомов, эти устройства предлагают непревзойденную точность измерений, долгосрочную точность и надежную работу в спорных условиях — возможности, которые могут поддерживать и даже превосходить текущие услуги на основе GPS. Квантовые датчики могли бы обеспечить устойчивую PNT США в течение нескольких лет — от навигации подводных лодок, беспилотников и боеприпасов до синхронизации телекоммуникационных сетей, электросетей и финансовых систем — но только если Америка продолжит разрабатывать и внедрять эту технологию.
В то время как атомные часы — самая зрелая квантовая технология на сегодняшний день — уже питают GPS, новые возможности квантового зондирования начинают показывать свою перспективность в качестве локальных источников высокоточного, устойчивого PNT. Атомные часы следующего поколения могут поддерживать точность синхронизации в течение более длительных периодов. Квантовые акселерометры и гироскопы могут измерять скорость и вращение движущейся платформы с большей точностью. Квантовые гравиметры и магнитометры могут ссылаться на уникальные гравитационные и магнитные поля Земли для скрытного позиционирования. Все эти технологии предлагают улучшенную производительность без использования уязвимых радиочастотных сигналов.
Хотя ранние квантовые датчики начинают перемещаться из лабораторий в поле, многие прототипы остаются слишком хрупкими и громоздкими для широкого внедрения. Чтобы обеспечить реальную эксплуатационную ценность, эти устройства должны быть укреплены, чтобы их деликатные квантовые состояния могли выдерживать суровые условия и постоянное использование на динамических платформах. В то же время разработчики должны еще больше миниатюризировать и интегрировать атомные, оптические и управляющие подсистемы датчиков в компактные устройства.
Соединенные Штаты извлекают выгоду из ведущей в мире инновационной экосистемы, которая может продолжать совершенствовать производительность и развертываемость квантовых датчиков. Закон о Национальной квантовой инициативе 2018 года (NQIA) увеличил федеральное финансирование квантовых исследований и разработок (НИОКР) с 200 миллионов долларов до примерно 1 миллиарда долларов в год, подпитывая американские прорывы от фундаментальной науки до разработки прототипов. На исследовательские институты США приходится 44 процента наиболее цитируемых в мире публикаций по квантовым датчикам — самая большая глобальная доля — в то время как растущая промышленная база из примерно 20 компаний — от стартапов до устоявшихся оборонных подрядчиков — поставляет передовые прототипы и ранние коммерческие решения. Многие из этих технологических достижений выиграли от перспективных инициатив Министерства обороны США, которые подчеркивают быструю итерацию и демонстрации на военных платформах, таких как текущая программа Transition of Quantum Sensors Подразделения оборонных инноваций (DIU).
Тем не менее, основные препятствия остаются, и они выходят далеко за рамки технических узких мест. Несмотря на то, что администрация Трампа приняла квантовое лидерство США, Конгрессу еще предстоит повторно авторизовать основные программы НИОКР NQIA, которые истекли в 2023 году, что ставит под угрозу устойчивые квантовые инновации в гражданских агентствах. Частные инвестиции также неопределенны: хотя Соединенные Штаты привлекают наибольшую долю частного капитала в квантовые технологии, около 80 процентов направляются в более зарождающуюся область квантовых вычислений. Но только 9 процентов идут в квантовое зондирование. Это несоответствие усиливает жизненно важную роль надежной государственной поддержки в продвижении квантовой PNT как посредством прямых федеральных расходов — особенно в критически важных оборонных программах — так и путем отправки рыночных сигналов частному сектору.
Недавние законопроекты о расходах на оборону усиливают дисбаланс, также отдавая предпочтение квантовым вычислениям, а не сенсорам, несмотря на способность квантовых датчиков устранять основные уязвимости GPS, влияющие на бойцов сегодня. Кроме того, квантовым программам Министерства обороны США не хватает единого органа или согласованности для максимального воздействия, в то время как его Совет по надзору за PNT сосредоточился на модернизации самой GPS — усилия, которые теперь сталкиваются с многолетними задержками и многомиллиардными перерасходами — вместо интеграции альтернативных решений PNT, таких как квантовые датчики.
Непостоянный спрос как со стороны промышленности, так и со стороны правительства привел к тому, что разработчики квантовых датчиков остались с тонкой базой поставщиков критически важных компонентов, таких как малошумящие лазеры и атомные паровые ячейки, а также к доступу к передовым микро- и фотонным производственным мощностям. Поскольку квантовое зондирование и квантовые вычисления имеют много общих базовых компонентов, пренебрежение этой общей цепочкой поставок ставит под угрозу лидерство США во всем секторе квантовых технологий.
Тем временем Китайская Народная Республика — ближайший квантовый конкурент США — не теряет времени даром. Исследования квантового зондирования в Китае быстро расширяются как по объему, так и по влиянию, подкрепленные государственной стратегией и тесным гражданско-военным слиянием, постоянным финансированием и огромными производственными мощностями, которые могут позволить им превзойти разработку и внедрение технологий в США.
Без четких и целенаправленных шагов по устранению этих препятствий квантовое зондирование в США рискует зачахнуть в «Долине смерти», препятствуя разработке устойчивых решений для уязвимостей GPS и подрывая квантовое преимущество Америки. Чтобы ускорить разработку и развертывание квантовых датчиков для PNT следующего поколения, в этом отчете излагаются рекомендации по политике в четырех критических областях.
Отдайте приоритет оснащению бойцов надежными PNT нового поколения
Министерство обороны США должно ускорить интеграцию квантовых датчиков в военные платформы. Во-первых, оно должно создать в Пентагоне Объединенное квантовое управление, уполномоченное координировать и поддерживать финансирование, прототипирование и приобретение квантовых технологий во всех вооруженных силах. Параллельно Совет по надзору за квантовыми технологиями должен поддержать стремление министерства к альтернативным решениям в области квантовых технологий, выпустив четкие приоритеты платформ и сроки принятия, а также предписав модульные конструкции и открытые стандарты, которые обеспечивают гибкую интеграцию новых технологий PNT. Чтобы преодолеть «Долину смерти», министерство также должно расширить усилия по быстрому прототипированию на операционных платформах, таких как Переход квантовых датчиков DIU, а также обязательства по низкоскоростному начальному производству, такие как программа Ускорения закупок и внедрения инновационных технологий в рамках Управления заместителя министра обороны по исследованиям и инжинирингу. Демонстрации на борту наземных, морских, воздушных и космических платформ в сочетании с надежным путем к приобретению обеспечат быструю передачу атомных часов, инерциальных датчиков, гравиметров и магнитометров следующего поколения из лабораторий бойцам, обеспечивая точную и надежную ПНТ в сложных условиях.
Укрепление цепочки поставок в США и передовой производственной базы для квантовых устройств и компонентов
Создание надежных внутренних цепочек поставок и передовых производственных возможностей имеет решающее значение для перехода квантовых датчиков от прототипов к крупномасштабному развертыванию. Учитывая общность их базовых компонентов и методов производства, те же инвестиции также принесут пользу формирующейся экосистеме квантовых вычислений США. Министерство обороны должно постоянно отслеживать уязвимости в цепочке поставок квантовых датчиков, работая с Министерством торговли и Государственным департаментом, а также разведывательным сообществом для устранения пробелов и диверсификации источников специализированных компонентов и материалов. Параллельно с этим расширение доступа и возможностей, а также сокращение сроков выполнения заказов на интегрированных предприятиях по производству фотоники, включая AIM Photonics, Sandia National Laboratories и новые литейные заводы через Microelectronics Commons Hubs, будет способствовать миниатюризации и масштабной интеграции квантовых датчиков. Полное финансирование проекта ускорения квантовой промышленной базы Министерства обороны может поддержать эти усилия, снизить зависимость от зарубежных поставщиков и гарантировать, что разработчики США смогут надежно производить передовые квантовые датчики как для оборонного, так и для коммерческого рынков.
Распространение квантовой МНТ на критически важную инфраструктуру и более широкий гражданский рынок
Департаменты внутренней безопасности, транспорта, торговли и энергетики должны работать вместе с Министерством обороны, чтобы вывести квантовые PNT за рамки военных приложений и в критически важную гражданскую инфраструктуру, включая телекоммуникации, транспорт, банковское дело и энергетику.
Ключевые шаги включают:
обновление национальной стратегии квантового зондирования с четкими сроками и контрольными показателями производительности, характерными для PNT;
формирование межведомственной рабочей группы по квантовым PNT при Национальном совете по науке и технологиям для координации НИОКР, полевых демонстраций и разработки стандартов;
содействие партнерству между разработчиками технологий и конечными пользователями посредством пилотных проектов и целевых финансовых стимулов.
Эти мероприятия повысят осведомленность о преимуществах квантовых PNT, приведут производительность датчиков в соответствие с реальными требованиями и сгенерируют сильный сигнал спроса, который привлечет частные инвестиции — все это может ускорить разработку и внедрение квантово-улучшенных решений PNT.
Развивайте надежные квантовые инновационные экосистемы США для долгосрочной устойчивости
Активная инновационная экосистема исследований и талантов имеет важное значение для устойчивого лидерства США в квантовых технологиях. Политики должны повторно авторизовать NQIA, чтобы подтвердить федеральные обязательства и обновить национальную квантовую стратегию. Одновременно такие агентства, как Национальный институт стандартов и технологий, Национальный научный фонд и Министерство энергетики, должны значительно расширить НИОКР в области квантовой инженерии и инвестировать в передовые испытательные стенды, материалы и методы изготовления для улучшения производительности датчиков и уменьшения размера, веса и мощности. Не менее важно развивать надежный внутренний кадровый резерв — от технических программ до аспирантур — посредством таких инициатив, как квантовые рабочие центры, отраслевые и академические партнерства и специализированные учебные программы по инженерии и физике. Способствуя передовым исследованиям и квалифицированным специалистам, Соединенные Штаты будут способствовать постоянным прорывам в области квантового зондирования и оставаться на переднем крае разработки технологий следующего поколения.
Квантовые датчики предлагают преобразующую возможность не только для защиты США от развивающихся угроз, но и для продвижения более широких технологических амбиций Америки. Соединенные Штаты находятся на решающем этапе: с решительными, скоординированными действиями они могут обойти противников, быстро перемещая инновации квантового зондирования из лаборатории в оперативное развертывание. Приняв вышеуказанные рекомендации, политики могут в конечном итоге гарантировать, что лидерство Америки в квантовых технологиях сохранится, что принесет существенные выгоды национальной безопасности и долгосрочной экономической конкурентоспособности в наступающую квантовую эпоху.
Интерфейсы боя смешанной реальности будут разработаны в рамках партнерства Anduril–Meta*
Компании Anduril Industries и Meta* объединились для разработки продуктов расширенной реальности (XR) для военного использования с целью улучшения ситуационной осведомленности бойцов и упрощения управления автономными системами, говорится в заявлении компаний (30.05.2025).
Сотрудничество объединит опыт Meta в области искусственного интеллекта и оборудования дополненной реальности с экспертизой Anduril в области автономных систем и платформ командования и управления, ориентированных на оборону. Согласно заявлению, системы XR будут интегрироваться с платформой Lattice от Anduril для предоставления разведданных о поле боя в реальном времени через интерфейсы дополненной и виртуальной реальности, соответствующие ролям.
Компании заявляют, что проект, финансируемый исключительно за счет частного капитала, использует коммерческое оборудование и программное обеспечение для сокращения расходов и ускорения сроков развертывания. Партнерство также позиционируется как следующий этап программы IVAS (Integrated Visual Augmentation System) армии США, которая теперь переименована в SBMC Next. Согласно заявлению, Anduril переняла контракт IVAS у Microsoft и с тех пор сократила сроки поставки обновлений программного обеспечения с шести месяцев до менее одного дня.
Участие Meta также расширяет ее текущую работу с моделями ИИ с открытым исходным кодом для приложений национальной безопасности. В настоящее время проходят испытания гарнитуры XR, интегрированные в Lattice, заявляют компании.
Возможности радиотехнической разведки (SIGINT) и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) для солдат будут расширены в рамках контракта с армией США
Компания CACI International выиграла контракт на модификацию контракта от армии США на продолжение поставок, обучения и ввода в эксплуатацию ранцевого комплекта боевой бригады системы наземного уровня (TLS BCT Manpack), говорится в заявлении компании (30.05.2025).
В заявлении говорится, что грант на сумму около 400 миллионов долларов был выдан дочерней компании CACI Mastodon Design и будет направлен на поддержку расширенной закупки мобильных систем РЭБ и SIGINT, предназначенных для развертывания в составе бригадных боевых групп армии США.
По данным компании, TLS BCT Manpack представляет собой программно-определяемую модульную систему, которая позволяет быстро обновлять и настраивать ее в соответствии с требованиями миссии. Разработанная с малыми габаритами, весом и мощностью (SWaP), система предназначена для использования солдатами в спорных и высокорисковых оперативных условиях, добавляет компания.
CACI утверждает, что эта технология повышает ситуационную осведомленность и принятие решений на тактическом фронте за счет интеграции возможностей РЭБ и радиотехнической разведки в единую платформу для многодоменных операций.
Командование специальных операций ВВС США модернизирует операции по обнаружению с использованием беспилотных систем
Инициатива под названием Adaptive Airborne Enterprise («Адаптивное воздушное предприятие») относится к концепции командования, которая представляет собой систему взаимодействующих систем, обеспечивающую возможности разведки, наблюдения и рекогносцировки с помощью одноразовых автономных малых беспилотных летательных платформ, отказоустойчивых каналов передачи данных и общей архитектуры управления.
В конце мая 2025 года командование начало оценку совместно с инновационным подразделением Командования специальных операций SOFWERX с целью изучения и масштабирования 60 технических документов от отраслевых партнеров о потенциальных возможностях автономности для концепции адаптивного бортового предприятия.
Полковник Т. Джастин Брондер, исполнительный директор программ по программам с фиксированным крылом в Командовании специальных операций, заявил на конференции SOF Week в мае 2025 года, что оценка направлена на поиск «действительно узкоспециализированных решений по обеспечению автономности», которые служба может легко интегрировать в свой текущий программно-определяемый комплект для Adaptive Airborne Enterprise.
Подполковник Шона Мэттис, руководитель отдела комплексных программ в PEO Fixed Wing, заявила, что управление ищет критически важные технологии для достижения этого конечного состояния.
«Именно здесь нам нужна помощь со стороны промышленности, которая ищет автоматизацию и автономность, надежные устойчивые коммуникации, передовую навигацию и датчики, а также возможность встраивать полезные нагрузки, чтобы обеспечить нам гибкость, и все это для сохранения этого асимметричного преимущества в изменчивом мире», — сказала она.
Брондер подчеркнул необходимость автономных возможностей, охватывающих все исполнительные офисы программ Командования специальных операций, и, по его словам, именно для этого и предназначена оценка.
Агентство оборонных информационных систем (DISA) разрабатывает прототип облачной платформы, предназначенной для модернизации устаревших мэйнфреймовых систем, используемых военными
Платформа, получившая название проекта Fangorn, будет включать в себя инструменты управления данными и аналитики на основе искусственного интеллекта для оптимизации операций и снижения зависимости от устаревших приложений. Fangorn готовится стать первой в своем роде облачной платформой, разработанной для модернизации устаревших мэйнфреймовых систем.
«Проект знаменует собой смену парадигмы в управлении мэйнфреймами», — заявил Джастин Солленбергер, руководитель подразделения DISA J-9. «Объединяя сильные стороны мэйнфрейма с гибкостью облака и мощью ИИ, Fangorn предлагает по-настоящему инновационную платформу, которая обеспечивает беспрецедентный уровень производительности, масштабируемости и эффективности».
Fangorn разработан для упрощения управления несколькими мэйнфреймовыми системами для клиентов DISA и обеспечения гибкости при переходе традиционных приложений в облачные среды. Ожидается, что платформа предоставит владельцам приложений прямой путь к готовности к облаку, позволяя им модернизироваться в своем собственном темпе.
Подразделение оборонных инноваций (DIU) Пентагона использует «новый и гибкий» процесс для разработки и развертывания беспилотных систем на более высоких скоростях и в больших масштабах
Новый процесс, получивший название Project GI, направлен на включение большего количества отзывов и практического опыта от войск, эксплуатирующих беспилотные системы на каждом этапе процесса разработки. В рамках программы заинтересованные стороны будут «быстро определять, оценивать, повторять и затем интегрировать «готовые сейчас» автономные решения в масштабе для участвующих подразделений», согласно пресс-релизу DIU. Агентство, в частности, ищет беспилотные воздушные системы (UAS) и «вспомогательные элементы».
Призовой фонд составляет до 20 миллионов долларов, он будет распределен между тремя миссиями по разработке эталонных проектов.
«Сегодня бойцам не хватает беспилотных систем, необходимых для подготовки к бою и победы в случае необходимости их применения», — заявил в пресс-релизе директор DIU Даг Бек.
«DIU сосредоточен на том, чтобы сегодня в руки бойцов попали лучшие в своем классе технологии, и масштабировать их для обучения, внедрения и готовности. Наша команда продолжает сотрудничать с военными операторами для практического тестирования, оценки и обратной связи. Быстрое выполнение этого, в свою очередь, поможет ускорить необходимое масштабирование и готовность посредством крупных закупок и усилий по обучению во всех службах, что окажет стратегическое воздействие — и одновременно поддержит маховик динамизма американского частного сектора в обеспечении этой стратегической потребности».
В релизе от 2 июня 2025 года говорилось, что Project GI будет основываться на текущих программах, но не уточнялось, на каких именно. Однако в нем говорилось, что проект подразумевает поиск решений с высоким уровнем технической готовности (TRL) для малых и средних БПЛА, «с акцентом на менее изысканные платформы, хорошо подходящие для быстрой адаптации к военным нуждам».
Охота за «менее изысканными» или недорогими беспилотниками также является частью обширной инициативы Пентагона «Репликатор» — программы, запущенной почти два года назад и направленной на развертывание тысяч беспилотных систем, способных к уничтожению, в различных областях для противодействия угрозам в Индо-Тихоокеанском регионе.
Компании, заинтересованные в присоединении к проекту GI, должны до 31 декабря 2025 года представить свои идеи о том, как ускорить разработку беспилотников, которые должны включать «зрелые, готовые к выполнению миссии возможности, которые могут быть представлены в реальных оценках в течение трех месяцев с момента публикации настоящего предложения», согласно DIU.
Командование воздушной мобильности ВВС США использует ИИ для более эффективного обнаружения и отслеживания угроз военным базам
Командование воздушной мобильности намерено развернуть коммерческую платформу искусственного интеллекта, которая предоставляет «обзор угроз на уровне улиц» и специально разработана для того, чтобы помочь военным чиновникам лучше оценивать риски в реальном времени (например, небольшие беспилотники) в любом месте развертывания войск, сообщили DefenseScoop (02.06.2025) два источника, знакомых с работой.
Инновационный центр Исследовательской лаборатории ВВС США AFWERX недавно заключил с вашингтонским стартапом Base Operations контракт на проведение прямых исследований инноваций в малом бизнесе (SBIR) II фазы на новый инструмент, который будет визуализировать угрозы физической безопасности по всему миру с использованием общедоступных и закрытых исходных данных и средств моделирования.
«Для ВВС США мы разработаем расширенные возможности с использованием специальных наборов данных для отслеживания инцидентов с малыми беспилотными летательными аппаратами (МБЛА), анализа иностранных земельных участков вблизи военных объектов и безопасности портов вокруг прибрежных баз AMC», — рассказал DefenseScoop генеральный директор и основатель компании Кори Сискинд.«Это касается 350 случаев обнаружения беспилотных летательных аппаратов на 100 военных объектах в 2024 году, включая инциденты, связанные с задержанием гражданина Китая на базе космических войск Ванденберг в Калифорнии», — отметила она.
Как предположил Сискинд, эта сделка была заключена в то время, когда несанкционированная активность беспилотников — в том числе над военными базами или другими чувствительными объектами по всей Америке — имела тенденцию к росту и представляла серьезную угрозу национальной безопасности.
В ответ на вопросы DefenseScoop относительно этого объявления о контракте и того, было ли оно напрямую мотивировано недавними сообщениями о неопознанных вторжениях беспилотников на военные объекты США, представитель AFWERX Роб Бардуа сказал: «Контракты с открытой темой заключаются на основе потребностей обороны, технического подхода и коммерциализации».
По словам Бардуа, инновационное подразделение ВВС «сосредоточивает свои инвестиции на быстром переходе к новым коммерческим и двойным технологиям, чтобы оставаться самой сильной и смертоносной силой в мире».
Air Mobility Command станет основным заказчиком платформы Base Operations в рамках этого нового контракта. Это командование в целом отвечает за обеспечение воздушных перевозок, дозаправки в воздухе, воздушной медицинской эвакуации и глобальной поддержки воздушной мобильности для объединенных сил.
«Специализированные группы AMC — элементы реагирования на непредвиденные обстоятельства, группы реагирования на непредвиденные обстоятельства и группы оценки аэродромов — часто работают в деградировавших условиях, где традиционная разведка разрознена или недоступна. Наша платформа дает им единое окно для разведки угроз на основе данных», — отметил Сискинд.
Компания настраивает платформу для извлечения наборов данных из различных категорий, таких как угрозы на воде вблизи прибрежных баз, иностранные земельные владения и приобретения вблизи важных военных объектов, а также отслеживание схем полетов небольших беспилотников, с анализом полезной нагрузки и картированием насыщенности для зон с высоким уровнем инцидентов.
Технология будет применять обработку естественного языка для извлечения информации из более чем 25 000 источников данных по всему миру.
«Система обрабатывает данные о более чем 200 миллионах инцидентов по всему миру, преобразуя сырые разведданные в действенные оценки безопасности за считанные минуты, а не за дни», — сказал Сискинд.
Платформа Base Operations также поможет командованию выявлять возникающие риски, отслеживать угрозы в тысячах мест на единой панели управления и улучшать оценки серьезности с помощью индекса «динамического риска BaseScore», который будет постоянно обновлять уровни угроз, отражая происходящее в режиме реального времени.
По словам Сискинда, «текущая оценка угроз часто основывается на чрезмерно упрощенных оценках высокого/среднего/низкого риска, определяемых алгоритмами черного ящика, сырых цифрах преступности без контекста или ежегодной статистике, которая не отражает текущую реальность».
По ее словам, BaseScore «решает эту проблему с помощью точной шкалы оценки угроз от 0 до 100, которая позволяет уверенно сравнивать любые местоположения по всему миру».
До получения награды SBIR компания Base Operations в основном занималась предоставлением услуг корпоративной безопасности клиентам в частном секторе.
«Этот контракт Direct to Phase II представляет собой наше первое официальное сотрудничество с Министерством обороны, но мы изучаем варианты использования на государственном уровне, где мы можем быстро добавить ценность, учитывая наши полномочия единственного источника», — сказал Сискинд DefenseScoop.
Благодаря такому статусу единственного источника оборонные организации смогут приобретать платформу базовых операций без проведения конкурентных торгов, что, вероятно, ускорит закупки и развертывание.
*компания, признанная экстремистской и запрещённая в РФ
