量子計算新興和顛覆性技術評估研討會（EDTAS）的重點是讓澳大利亞國家科技企業對該技術領域有一個全面和基于證據的了解。EDTAS將提供一個論壇，探討澳大利亞的戰略需求、未來的量子計算研發方向和一系列潛在的使用案例。研討會的成果將被用來為國防部制定相關挑戰的框架提供信息，并形成未來的戰略、政策和計劃，為國防、國家安全和國家利益提供成果。

圍繞量子計算機 "堆棧"的以下關鍵組成部分的研究驅動力、挑戰和機遇將被探討：

• 硬件和量子比特
• 軟件、編譯和控制
• 算法和應用
• 網絡和集成
• 全堆棧的實施

量子計算的進步可能來自于現有量子技術的擴展或替代配置，創新量子材料的開發，或具有新的計算優勢的算法的發現。隨著量子計算機堆棧沿著多種途徑的發展，預計潛在的新用例將出現，并得到與其他技術和系統整合的支持。EDTAS將探索未來問題空間中的用例--探索超越目前可行的可能性

四個影響領域將集中體現量子計算在EDTAS提供的技術機會。

• 人和平臺
• 傳感和感知
• 智能決策
• 網絡和通信

量子計算正在迅速發展，相互競爭的技術將帶來不同的好處。需要有預見性，以告知關于一系列技術選擇、標準、供應鏈安排和基礎設施的投資平衡的戰略選擇。無論未來的途徑是什么，都需要政府、學術界和產業界的廣泛合作，以確保量子計算的好處能夠實現國家利益。

1 引言

1.1 云服務的未來

英國防部數字骨干網的一個重要組成部分是跨所有分類的超大規模云功能。路線圖闡述了明確意圖，即協調和加速整個英國防部最雄心勃勃的超大規模云計算采用計劃。

英國防部將數據作為一種戰略資產，使其未來能夠比對手更快地行動。英國防部將擁有無與倫比的能力來消費、匯總、分析和利用數據，這將適合未來在所有領域的全球綜合作戰。

英國防部正在制定一個強大的愿景，并制定支持計劃和方案，以凝聚和授權消費先進云服務。

將整合現有的能力，同時設計和提供新的能力，通過交付工具--Cirrus組合，為整個英國防提供單一的服務。將與世界領先的供應商合作，并與那些已經在美國軍隊中提供類似能力的供應商合作。

• 查理-福特，英國防部首席信息官，數字功能負責人

1.2 目的

本國防云戰略路線圖的目的是闡述英國防部使用更多世界級云計算能力所需的愿景和變革。云是實現英國防部數字骨干和數據戰略的關鍵推動因素。建立正確的云平臺將極大地提高事業內部和戰術邊緣的用戶體驗質量，加速數據的利用，并提供更復雜的方式來提供國防產品。

該路線圖闡明了戰略成果、緊密相連的依賴關系以及加速英國防部超大規模云服務的交付和利用的漸進步驟。該路線圖將"方法"與"手段"結合起來，以實現英國防部的云計算目標，重點是消費超大規模的平臺即服務（PaaS）和基礎設施即服務（IaaS）產品，并輔之以MODCloud軟件即服務（SaaS）服務。英國防部需要投資于徹底的文化轉變、流程和云技能，以在數字時代進行轉型和競爭，并與我們更廣泛的國防數字戰略保持一致。

1.3 受眾

該文件為英國防部的所有職能部門、指揮部和授權機構提供了明確的意圖、方向和指導。本路線圖面向廣大讀者，包括云計算的用戶、所有者和客戶、政府和國際盟友的決策者和合作伙伴。該路線圖將對能力發起人、SORs、采購組織和運營當局；FLCs、TLBs和國防客戶的領導人；實現數字骨干的CIO和項目團隊；國防數字架構和安全團隊以及正常業務團隊特別感興趣。

1.5 與數字戰略的映射

國防云戰略路線圖應與其他國防戰略一起閱讀，包括數字戰略、數據戰略、網絡彈性戰略、技術戰略，以及任何相關的即將出臺的數字功能子戰略。

國防數字戰略。國防數字戰略概述了國防數字功能將如何通過提供一個安全的、單一的、現代的數字骨干來進行轉變。云是它的基礎技術。

數據戰略。數據戰略闡述了國防部利用數據作為戰略資產所需的數據愿景和轉型變化。

網絡彈性戰略。網絡彈性戰略闡述了建立網絡彈性國防所需的原則和轉變。

國防技術戰略。技術戰略制定了泛國防數字技術的愿景，指導實現國防數字戰略的轉型變革，并提供數字骨干。

國防云戰略路線圖。該文件概述了采用更多現代云平臺和實現數字骨干的過程。

云技術在國防領域的未來

英國防部的數字戰略概述了國防部利用數字和數據作為促進更快、更好決策的手段所需的步驟變化。作為數字主干的一個重要推動者，云是一個支撐平臺，它將 "通過適當的決策者，將傳感器和效應器連接起來"。

云將提供一個基礎，在此基礎上建立和提供所需的未來能力。它支持并實現了所需的先進應用和服務的速度，因此可以跟上對手的步伐，并成功戰勝對手。它將促成并提供易于獲取和快速擴展的按需服務和應用。反過來，這將使部署的用戶能夠在戰場上迅速和安全地檢索和處理數據，并使商業用戶能夠從任何地方訪問企業系統。

自助服務和自動云服務將為國防用戶帶來共同的合同、共同的定義和共同的直接認證方式。

• 自助服務--易于使用的和標準化的
• 自動化--用戶可以更快地利用和存儲數據
• 無縫--通過改善連接

定義防御架構

由參考架構、通用模式和公認標準支撐的云服務，使利用云服務更加安全、一致和可互操作，并在整個國防部提供一致的云部署。

通用技術架構（CTA）是一個框架和架構方法，在此框架和方法下，可以開發數字骨干及其基礎組件和服務的詳細技術定義。它也是政策、標準和參考模式的框架，可以指導和管理數字骨干的交付和采用。

支撐CTA的政策和標準將確定內部和外部合作伙伴需要遵循的規則，以確保整個技術領域的一致性，并使國防部能夠充分實現其無縫數據共享、整合和互操作性的愿景。

在正確的時間提供正確的架構

由于云計算的采用在相互依賴、網絡整合、數據分散、安全和保證方面的復雜性，在為云計算設計時，獲得正確的架構指導是非常重要的，它可以傳達最佳實踐并提示常見陷阱。

英國防部的架構師將與FLCs、TLBs和行業合作伙伴合作，確保正確的CTA構件可用，以支持實施符合要求的適當的云功能，并支持利益相關者在遷移到云的過程中采用云服務。這些人工制品包括模式、參考架構和標準，隨著時間的推移，將提供一個不斷發展的 "積木 "參考庫，可用于整個國防。

云能力3年計劃

GAO為什么要做這項研究

據美國防部稱，其競爭對手正在利用信息環境中的漏洞來推進他們的國家目標，并抵消美國作為卓越作戰力量的地位。美國防部在信息環境中的軍事行動在與對手交戰中發揮著關鍵作用。

眾議院第117-118號報告包括一項條款，要求美國政府問責局審查美國防部為領導人和軍人在競爭性信息環境中行動和決策做準備的培訓。在本報告中，美國政府問責局（1）描述了美國防部支持該部門教育和培訓工作的指南，以使領導人在有爭議的信息環境中做出決策；（2）評估了美國防部提供教育和培訓的程度，以使領導人為做出此類決策做好準備。

美國政府問責局審查了選定的美國防部戰略、政策和課程大綱；分析了與進行軍事演習有關的信息；并采訪了了解該部教育和培訓工作的官員。

GAO的建議

美國政府問責局建議美國防部(1)制定指導意見，說明在競爭性信息環境中的決策方面的教育和培訓中應納入哪些內容；(2)評估滿足相關教育和培訓需求的必要資源。美國防部基本同意GAO的建議。

GAO的發現

美國防部（DOD）關于在競爭性信息環境中行動的指南繼續發展，因為美國防部努力發展和準備領導人做出有效的決策。信息環境--即影響人類和自動化系統如何從信息中獲得意義、根據信息采取行動并受到信息影響的各種因素的總和--正面臨著來自任何地方的對手攻擊和爭奪它以破壞美國防部行動的風險。2017年，美國防部將 "信息"提升為一項聯合職能，并在2019年將信息環境下的全球一體化行動確定為教育的一個特別重點領域。由于對手越來越多地旨在歪曲或損害領導人所掌握的信息，因此關注領導人的決策方法變得更加重要，以盡量減少對軍事準備和成功執行軍事行動的負面影響（見圖）。美國防部繼續采取步驟--如建立一個理論、行動和技術框架--以改善其對日益激烈的信息環境的理解和有效運作。

作為為競爭性信息環境做準備的一部分，美國防部為其領導人提供教育和培訓。然而，美國防部各部門并不清楚在這種教育和培訓中應包括哪些信息環境方面的內容，因為指導意見并沒有規定應包括哪些內容。美國防部官員還報告說，他們的教育和培訓工作資源有限，并指出模擬、基礎設施和人員限制進一步阻礙了這些工作。官員們表示，這些限制阻礙了創造真實的環境，使領導人能夠練習決策技能。然而，美國防部還沒有評估或全面審查各部門對資源的評估。在美國防部制定指導意見和評估其資源之前，它將缺乏保證，無法教育和培訓領導人，使他們為在有爭議的信息環境中做出決策做好準備。

2020年11月，英國首相宣布在四年內增加165億英鎊的國防開支。多年期預算解決方案為英國防部提供了中期的確定性，并支持更好的規劃和決策。

本報告反映了資金增加和政府綜合審查的結果，這為英國防部的戰略和政策目標提供了參考。因此，裝備計劃反映了對能力的重大新投資計劃，但也反映了對與戰略方向不太一致的領域的削減。

英國防部正在開展一項激進的計劃，以使其部隊現代化并發展應對未來威脅的能力。

英國防部有一個平衡成本和預算的裝備計劃。從21/22年起的十年間，計劃在裝備采購和支持上花費2380億英鎊，比去年的報告增加了480億英鎊。截至2021年4月，評估設備計劃在十年內有43億英鎊的余額，而上一次報告中的缺口為73億英鎊。

裝備計劃仍在不斷發展。在一個有許多大型計劃的復雜計劃中，預測將隨著交付時間表和成本估算的發展而改變。這對于新的計劃來說尤其如此，因為這些計劃的承包商可能還沒有被選中，或者是那些依賴新技術的計劃。該計劃的交付還存在其他風險，包括該部實現本報告所述效率和節約目標的能力。

因此，英國防部需要有能力管理變革，而不訴諸于較差的性價比措施或削減能力。本報告的第二部分闡述了戰略和杠桿。例如，今年是自2018年以來，第一次在進入新的財政年度時，為設備計劃提供了資金應急措施，而且該部在以后幾年預留了資金，以便在不必削減其他計劃支出的情況下引入新能力。

雖然該計劃的可負擔性存在風險，但議會年度支出框架內的支出不足也是一個現實的風險，英國防部正在制定應急計劃以減輕風險。資本支出的大幅增加和大量新項目的實施將是一個挑戰。我們的工業伙伴的表現將是至關重要的。

在改善該部的財務、商業和項目交付技能和能力方面繼續取得進展，包括改善分析和預測支出的工具，努力提高財務數據的質量，以及建立一支更合格的員工隊伍。進一步的工作正在進行中，以解決該部目前規劃流程中剩余的需要改進的地方。本報告的第三部分介紹了這項工作。

本報告的第四部分，即部門分析，顯示了每個軍事指揮部和管理裝備計劃的組織的主要變化。

聯合全域指揮與控制（JADC2）是一項長期的工作，旨在連接跨太空、空中、陸地、海洋和網絡領域的軍事資產。美國防部打算讓JADC2分析所有這些領域的作戰數據，使決策者能夠更有效地確定、執行和監測行動。

美國防部正處于開發JADC2的早期階段，并發布了初步指南，包括一項概述廣泛目標的戰略。然而，國防部還沒有確定細節，如哪些現有系統將有助于JADC2，以及未來需要開發哪些能力。一份眾議院報告指示國防部報告整個JADC2工作的范圍、成本和時間表。目前，國防部正處于確定這些內容的早期階段。

2020年4月，美國政府問責局報告了空軍對JADC2的貢獻--先進戰斗管理系統（ABMS）--并建議空軍制定采購和規劃文件。自那時起，空軍已經采取了措施，并確定了兩項ABMS工作：

• 能力版本1打算部分實現F-35與指揮和控制中心的數據連接，空軍計劃在2024年交付樣機。這與最初的 "能力版本1 "計劃有所變化，該計劃也包括F-22的數據連接。空軍打算更新文件以反映這一變化。

• 基于云的指揮和控制打算整合各種防空數據源以支持國土防御。空軍計劃在2023年提供初始能力；但是，它正在確定這些能力。

2022年6月，空軍成立了一個公司聯盟，協助制定網絡要求，稱為ABMS數字基礎設施，以實現ABMS工作。此外，在2022年9月，空軍為ABMS建立了一個新的領導結構。雖然這些都是發展ABMS的積極步驟，但空軍迄今尚未交付任何能力，并正在確定未來的能力和交付時間。

報告概括

為了保持對對手的競爭優勢，美國防部（DOD）的軍事指揮官需要一個實時的、完整的戰斗空間圖，以便他們能夠迅速做出明智的決定，指導行動，并監督行動的執行。歷史上，當國防部和軍事部門獲得武器系統時，他們通常優先考慮單個系統的能力，而不是連接性、數據互操作性和各系統的功能兼容性。國防部認識到，其系統現在需要在更復雜的戰斗環境中運行，并需要更多的連接性。國防部打算讓全域聯合指揮與控制（JADC2）來解決這些問題，利用數字環境來分析所有領域的作戰數據，使決策者能夠更有效地確定、執行和監控行動。

先進戰斗管理系統（ABMS）是空軍對JADC2的貢獻。它旨在建立一個數據網絡以連接空軍和太空部隊的傳感器、系統和武器。2020年4月，美國政府問責局發現，空軍在沒有商業案例的關鍵要素的情況下開始了ABMS的開發，如為預算要求提供成本估算。

伴隨著H.R.4350號法案的一份眾議院軍事委員會報告包括了一項由GAO對ABMS進行審查的規定。此外，眾議院戰術空軍和陸軍小組委員會要求GAO對ABMS進行審查，以及它將如何促進國防部為JADC2制定更廣泛的目標。本報告討論了(1)空軍為ABMS能力制定計劃的程度，以及(2)國防部對JADC2的定義。

為了評估空軍在多大程度上制定了ABMS能力計劃，審查了ABMS采購計劃文件，以確定空軍確定了哪些能力，以及開發這些能力的成本和時間表。這些文件包括計劃簡介、采購戰略、需求文件、成本評估和合同文件。GAO還審查了空軍向國會工作人員提供的ABMS狀況簡報。GAO利用美國政府問責局確定的采購領先做法分析了這些文件，以確定空軍計劃是否涉及商業案例的關鍵要素。這些要素包括確定的要求、獲得成熟技術的計劃、成本估算和可承受性分析。

GAO還將這些文件與國防部的采購指南進行了比較，如適應性采購框架主要能力采購途徑和軟件采購途徑，以確定空軍計劃是否包括采購規劃的關鍵組成部分。GAO還確定了空軍為解決美國政府問責局先前關于ABMS的工作中的公開建議所采取的步驟，其中包括開發商業案例的關鍵要素的建議。此外，GAO審查了ABMS合同，以確定空軍計劃如何利用承包商來幫助滿足ABMS的要求。此外，GAO采訪了空軍ABMS的領導和官員，以了解目前ABMS的工作以及空軍計劃如何確定和優先考慮未來的ABMS工作。GAO還討論了空軍辦公室在規劃和執行ABMS工作中的作用和責任。

為了評估美國防部對JADC2的定義程度，審查了關鍵政策、規劃文件、實施指南、信息文件和概述簡報，包括機密和非機密文件。審查了這些文件以確定JADC2的目標、JADC2的管理結構、JADC2官員的角色和職責以及國防部領導層對如何實施JADC2目標的指導。還審查了與每個軍事部門對JADC2工作的貢獻有關的文件，包括空軍的ABMS、海軍部的Overmatch項目和陸軍的Convergence項目。盡管獲得了信息以獲得對 "聚合項目 "和 "超配項目 "的總體了解，但鑒于重點是國防部如何定義JADC2，所以沒有詳細評估這些努力。此外，采訪了JADC2的領導層以及來自國防部長辦公室和聯合參謀部的官員，他們代表了JADC2七個工作組中的四個。討論了國防部在執行JADC2目標方面的進展，潛在的挑戰，以及為應對這些挑戰所采取的措施。此外，采訪了空軍、空軍、海軍、海軍陸戰隊和陸軍的官員，以確定每個軍事部門目前為實現JADC2目標所做的努力，并討論國防部領導層如何為實施JADC2提供指導。

在2021年10月至2023年1月按照公認的政府審計準則進行了這次績效審計。這些標準要求計劃和實施審計，以獲得充分、適當的證據，為基于審計目標的調查結果和結論提供合理依據。所獲得的證據為基于審計目標的審計結果和結論提供了合理的依據。

想象力和對物理原理不斷發展的理解是未來技術能力的唯一界限，當美國陸軍將自己轉變為一支能夠在多域作戰（MDO）中占主導地位的部隊時，技術在建立和保持對敵手的優勢方面的作用就會增加。美國的政府機構包含了一些組織，負責資助、研究、開發并在新技術增長時將其納入部隊。本專著描述了目前正在開發的能力，這些能力將作為下一代概念的基礎，目前只存在于科幻小說中，但現實中卻有可能實現。它概述了這些進展中的技術所提供的潛在機會，以及它們如何能夠融入所有領域的未來作戰環境。

引言

隨著美國國防部（DoD）從大規模戰斗行動概念向多域作戰（MDO）和聯合全域作戰過渡，對跨領域技術整合的重視程度繼續提高。公共和私營部門的研究和開發組織已經從關注具體的能力轉向提供基本概念的創新，正如陸軍優先研究領域中所概述的那樣（見圖1）。雖然這些優先事項是陸軍特有的，但國防部的其他部門也在為技術創新投入大量資源。

圖 1. 美陸軍優先研究領域。美國陸軍，“2019 年陸軍現代化戰略：投資未來”。

2019年正式成立的美國太空部隊（USSF），在其預算撥款中包括89億美元用于發展天基系統技術。 作為領導將新技術納入空間領域當前和未來擬議戰爭概念的軍事機構，USSF占據了一個不斷發展以滿足作戰環境變化的角色。在短期內，其余領域的更多能力將依賴于空間領域的資產，并推動對技術能力和效率的要求呈指數級增長。美國防部或整個美國政府的任何作戰組織都沒有智力或財政能力來單獨管理這一巨大的任務。與私營企業的緊密合作提供了美國所需的優勢，以保持對其對手的相對優勢。

民用技術的軍事應用和軍用技術的民用應用通過連接兩個平行的研究軌道和匯集關鍵資源如突破、設施和資金來加速發展進程。美國的幾家私營公司已經有專門的部門與政府合作，使雙方受益。作為洛克希德-馬丁公司的一部分，臭鼬工廠負責開發標志性的軍用飛機，如F-117夜鷹和SR-71黑鳥，而雷神技術實驗室創造了愛國者導彈，至今仍是國家防空計劃的基石。私營企業和軍方官員之間的持續合作也改善了技術預測，使規劃者有能力建立起納入仍在開發管道中的概念的途徑，甚至在它們準備投入使用之前。

在本專著中，對未來軍事規劃者來說，最后也是最關鍵的難題是如何在中期和長期將預測能力整合到作戰方法中。等到概念經歷了研究、開發、測試、原型設計和規模生產的完整周期后再考慮其效果，會使美國部隊落后于曲線，并處于持續的反應狀態，特別是在與俄羅斯和中國這樣的全球技術大國競爭時。未來的鑄造過程必須是連續的和迭代的。適應性強的計劃，具有圍繞發展中的突然延遲或進展進行調整的靈活性，比依賴線性進展的概念保持優勢。將 "鞭打 "事件的可能性傳達給高級領導人和政治家，以緩和期望，并減少那些不熟悉技術的細微差別的人的摩擦。

研究問題

美國國防機構如何利用并迅速整合技術進步，以在多域作戰框架內獲得并保持競爭優勢？

論題

負責開發下一代全域聯合作戰概念的戰地級規劃人員需要采用一個反復的、持續的規劃過程，考慮到理論上可能的、但目前還沒有的、與所有領域相互依賴的技術，以集中資源分配和從目前到未來作戰環境的未來預測路徑。

方法論

本專著包括四個不同的研究和思考階段，大致遵循軍隊設計方法學的概念。因此，第一部分試圖了解創新技術的現狀，從而了解軌道和軌道外競爭的技術作戰環境。發展存在于整個美國戰爭機器從概念到原型生產的連續過程中，一些進步來自非軍事應用，如通信、金融和體育產業。第二，研究哪些非保密技術有待于相對迫切的實施。即使在起步階段，新概念的簡單應用也會在多領域的戰場上帶來作戰優勢，而來自真實世界的反饋和數據支持進一步的完善。

在已知的物理學和應用科學的限制下，對現在和可能的空間進行了略微緩和但雄心勃勃的介紹，為未來三十年設定了目標桿。計算能力、材料科學和效率的線性增長阻礙了這些崇高目標的實現。然而，如果能力的增長保持過去幾十年的指數增長（見圖2），本專著中所探討的所有概念都是可以掌握的。最后，本研究以一個簡短的未來戰爭的虛構場景作為結束，該場景展示了戰略和作戰能力在戰術領域的整合，加強了它們與未來戰士在MDO的五個現有領域以及未來可能存在的地外領域的相關性。該方案提出了一個可能的理論終結狀態，以在10到15年的規劃范圍內建立一個作戰方法。然而，這很可能只是物理學和想象力極限競賽中的一個快照。

圖2. 隨著時間的推移，技術能力呈指數增長。

本專著主要關注軌道和軌道外的競爭，包括對所探討的能力有重大影響的地面節點和系統。最終的勝利或失敗，即使是在未來的沖突中，也將極大地影響地面人口，即交戰國的公民。他們將掙扎著在戰爭的附帶影響下生存，同時也會受到氣候變化、人口過剩、食物和水匱乏的日益嚴重的影響。

小型無人駕駛飛機系統（sUAS）的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用，同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制，小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空，此外美國對手可能在美國防部設施上空運行，在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。

為了應對這一挑戰，美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資，以解決無人機系統帶來的直接風險；然而，這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求，但它也帶來了挑戰，使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰，美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。

2019年11月，美國防部長指定陸軍部長（SECARMY）為國防部反小型無人機系統（C-sUAS，無人機1、2、3組）的執行機構（EA）。作為執行機構，SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室（JCO），該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動，以促進整個部門的統一努力。

美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架，以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標：（1）通過創新和合作加強聯合部隊，以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施；（2）開發物資和非物資解決方案，以促進國防部任務的安全和可靠執行，并剝奪對手阻礙實現目標的能力；以及（3）建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系，保護其在國內外的利益。

美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標：準備好部隊；保衛部隊；和建立團隊。為了準備好部隊，國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力，并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案，以滿足新的需求。為了保衛部隊，國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付，并同步發展作戰概念和理論。最后，作為全球首選的軍事伙伴，國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊，建立新的伙伴關系，并擴大信息共享，以應對新的挑戰。

通過實施這一戰略，美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案，以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。

1 背景

第五代（5G）的移動技術將增加數據傳輸的速度，并改善現有第四代（4G）技術的帶寬，進而實現新的軍事和商業應用。5G技術有望支持互聯或自主設備，如智能家居、自動駕駛汽車、精準農業系統、工業機械和先進機器人技術。在軍事領域，5G還可以改進情報、監視和偵察系統及處理；啟用新的指揮與控制（C2）方法以及精簡后勤系統，以提高效率等。隨著5G技術的開發和部署，美國國會可能會考慮頻譜管理和國家安全政策，以及對美國軍事行動的影響。

2 頻譜管理

5G需要部署可在電磁頻譜（“頻譜”）的各個部分中工作的技術：sub-6（在6 GHz以下運行）和毫米波（MMW）（在24至300 GHz之間運行）（請參見圖1） 。

圖1 5G擬議頻譜

毫米波（MMW）允許更大的帶寬和更快的傳輸速率，一些電信公司認為，這是自主載具和其他數據密集型應用（如智能城市）所必需的。然而，毫米波傳播的距離相對較短，可以被雨水吸收，也可以被例如建筑物和車輛的物體阻斷。因此，5G毫米波技術需要以比sub-6方法更高的成本和更慢的部署時間來安裝更多的蜂窩站點。因此，5G的部署依賴于毫米波的高速、高帶寬通信和sub-6的全國覆蓋。 全球的電信公司都在以不同的方式部署5G。中國電信公司正專注于成本較低的sub-6方法，而美國一些電信供應商則專注于MMW部署，其他則專注于sub-6。

然而，美國國防部（DOD）擁有大部分可用頻譜。盡管國防部將某些毫米波頻率用于重要的軍事應用，例如為美軍提供有保障全球通信的先進極高頻衛星，但美國廣泛使用sub-6頻率，使得美國未來在軍事的sub-6可用性低于其他國家。國防創新委員會（DIB）建議國防部考慮共享sub-6頻譜，以促進5G網絡的建設和用于sub-6頻段的5G技術的發展。雖然國防部一直在朝著更大的頻譜共享方向發展，但它表示擔心共享會給國防部用戶帶來操作、干擾和安全問題。作為頻譜共享的另一種選擇，一些分析師認為，sub-6頻譜的一部分應該保留給商業用途。這將要求國防部將某些應用重新部署到頻譜的其他部分。DIB估計這種方法需要10年才能完成，而頻譜共享則需要5年。

3 國家安全問題

根據DIB的評估，中國是目前sub-6技術的領導者，并可能部署世界上第一個5G廣域網。中國企業經常獲得政府補貼（如設施用地補貼、研發撥款），因此處于全球5G供應商的有利地位。僅華為一家公司就在約30個國家簽署了5G基礎設施建設合同，其中包括美國盟國冰島、土耳其和英國。

一些專家擔心，中國設備的漏洞可能被用來進行網絡攻擊或軍事或工業間諜活動。這些專家聲稱，這些漏洞是由于許多中國公司經營不善造成的。但是，他們注意到，也可能出于惡意目的故意引入漏洞。2017年6月頒布的《中國國家情報法》宣布，“任何組織和公民都應當依法支持、協助、配合國家情報工作，一些分析人士認為，這項法律要求中國電信公司與情報部門合作，包括被迫安裝后門或向政府提供私人數據。

其他分析師認為，中國電信設備帶來的風險取決于設備在蜂窩網絡架構中的位置。大多數蜂窩網絡分為兩組：提供互聯網網關并確保設備符合提供商標準的核心網絡和由廣播和接收無線電信號的蜂窩塔組成的無線電接入網絡（見圖2）。這些分析人士指出，雖然中國核心網絡帶來的風險是巨大的，但中國無線接入網絡帶來的風險是可以管理的。還有其他分析人士認為，在網絡中安裝任何中國設備都可能引發潛在的安全問題。這種擔憂促使一些分析人士認為，美國應限制與任何運營中國供應的5G設備的國家分享情報。

圖2 蜂窩網絡體系架構

為了應對這些安全問題，美國國會通過了《安全5G及其他法案》（P.L. 116-129），要求總統制定5G保護戰略。同樣，2020財年國防授權法（NDAA）（P.L. 116-92）第254條要求國防部長制定國防部5G戰略。這些戰略分別于2020年3月和2020年5月發布。美國防部在2020年12月發布了一個5G實施計劃，詳細說明了目前的活動以及它們如何與戰略保持一致。此外，2021財年NDAA（P.L. 116-283）第224條指示國防部創建一個5G治理結構，而第225條指示國防部展示5G組件技術的成熟度。最后，2022財年NDAA（P.L. 117-81）第233條指示每個軍事部門的部長制定一個軍事設施的5G試點計劃。

4 對軍事行動的影響

5G技術可能有許多潛在的軍事應用，特別是在自主車輛、指揮和控制（C2）、后勤、維修、增強和虛擬現實以及情報、監視和偵察（ISR）系統中，所有這些都將受益于提高的數據速率和較低的延遲（時間延遲）。

與商用車輛一樣，自主軍用車輛可以通過在云中存儲大型數據庫（如地圖）來潛在地規避車載數據處理限制。安全的車輛運行反過來需要5G的高數據速率和低延遲，以便快速下載非車載信息并將其與車載傳感器數據合成。同樣，5G可用于在操作人員和無人車輛之間傳輸傳感器數據，并傳輸到網絡車輛，從而可能實現新的軍事行動概念，例如蜂群（即載具自主協調以完成任務的合作行為）。

5G技術也可以被納入ISR系統。ISR系統越來越需要高帶寬來處理、利用和傳輸來自越來越多作戰空間傳感器的信息。這可以使指揮官及時獲得可操作的情報數據，進而改進作戰決策。類似地，5G可以減少其他數據密集型活動（如后勤和維護）的延遲，并且可以啟用增強或虛擬現實環境，從而增強培訓。

最后，指揮和控制系統可以受益于5G的高速、低延遲能力。例如，美國軍方目前使用衛星通信作為其遠程通信的優勢。但是，由于信號需要傳播的距離，軌道上的衛星會大大增加延遲，從而導致軍事行動的執行出現延遲。

美國防部已經選擇了12個軍事設施作為5G應用的試驗臺。佐治亞州奧爾巴尼海軍陸戰隊后勤基地和加利福尼亞州圣地亞哥海軍基地（"智能倉庫"）；猶他州希爾空軍基地（"5G和機載雷達之間的頻譜共享"）；華盛頓州劉易斯-麥克喬德聯合基地（"增強和虛擬現實"）；內華達州內利斯空軍基地（"可生存指揮和控制及網絡增強"）；弗吉尼亞州諾福克海軍基地（"全艦和碼頭連接"）。夏威夷州珍珠港-希卡姆聯合基地（"加強飛機任務準備"）；德克薩斯州圣安東尼奧聯合基地（"增強現實對維護和培訓的支持 "和 "評估國防部的5G核心安全實驗網絡"）；俄克拉荷馬州廷克空軍基地（"軍事通信和5G之間的頻譜共享"）；以及加利福尼亞州彭德爾頓營、德克薩斯州胡德堡和伊爾堡。德克薩斯州胡德堡；以及加利福尼亞州歐文堡國家訓練中心（"前沿作戰基地和戰術作戰中心的連接"）。國防部在2022財政年度為5G和微電子學撥款3.376億美元，并要求在2023財政年度撥款2.5億美元。

5 國會可能面臨的問題

• 在滿足日益增長的商業需求的同時，什么樣的頻譜管理方法（如頻譜共享、頻譜重新分配）能夠最好地保護國防部的任務？

• 中國5G基礎設施在盟國和伙伴國對美國國家安全構成哪些風險？這種風險能否得到控制，如果可以，如何控制？

• 美國是否應該限制與使用中國提供的5G設備的國家進行分享情報？

• 由于軍事5G的發展或應用，是否需要對作戰概念、部隊結構、理論或態勢作出任何改變？

• 商業5G技術在多大程度上會受到對手的干擾攻擊？

先進作戰管理系統（ABMS）是美國空軍創建下一代指揮和控制（C2）系統的最新計劃項目。ABMS建議使用云環境和新的通信方法，使空軍和太空部隊系統能夠使用人工智能無縫共享數據，以實現更快的決策。空軍將ABMS描述為其創建物聯網的努力，這將使傳感器和C2系統相互分解（與空軍傳統上執行C2的方式相反）。該計劃是空軍對國防部全域聯合指揮與控制（JADC2）工作的貢獻，重點是使國防部的作戰決策過程現代化。

ABMS最初的設想是取代目前指揮空戰行動的E-3機載預警和控制系統（AWACS）（圖1），但后來有了更廣泛的范圍。前空軍負責采購的助理部長威爾-羅珀指示，該計劃應減少對指揮中心和飛機的關注，而是創造數字技術，如安全云環境，在多個武器系統之間共享數據。羅珀博士表示，2018年國防戰略所設想的有爭議的環境迫使空軍重組ABMS項目。2021年5月，空軍副參謀長大衛-奧爾文將軍在DefenseOne的一篇文章中說："ABMS究竟是什么？它是軟件嗎？硬件？基礎設施？策略？答案是都是"。換句話說，空軍將ABMS設想為一個采購項目，它既要采購東西，又要實施其他非開發性的工作，該部門認為這些工作同樣重要：指揮和控制空軍的新技術。

自ABMS成立以來，國會已經對下一代C2系統的發展表示了興趣。空軍表示，ABMS是一個非傳統的采購項目。因此，國會對空軍替換老舊系統的方法和試驗新興技術的方法提出了質疑。

ABMS的開發工作

迄今為止，空軍已經進行了五次活動，以展示其希望最終投入使用的新C2能力。2019年12月，空軍在其第一次ABMS "on-ramp"（空軍用來表示演示的術語）中，展示了從陸軍雷達和海軍驅逐艦向F-22和F-35戰斗機傳輸數據的能力。這次活動還展示了空軍的統一數據庫（UDL），這是一個結合天基和地基傳感器追蹤衛星的云環境。

2020年9月，ABMS進行了第二次"on-ramp"。這第二次上線演示了通過使用超高速武器作為防御手段，探測和擊敗一個飛向美國的模擬巡航導彈。此外，ABMS還展示了 "探測和擊敗破壞美國太空行動的手段"的能力。根據空軍的新聞稿，"70個工業團隊和65個政府團隊 "參加了這次活動。

空軍在2020年9月下旬舉行了第三次"on-ramp"，以支持珍珠港-希卡姆聯合基地的 "勇敢之盾 "演習。在這次活動中，空軍展示了使用KC-46加油機通過將數據從較老的第四代戰斗機轉發到較新的第五代飛機，如F-22，來執行戰術C2。2021年5月，空軍表示，為KC-46采購通信吊艙將是ABMS項目的第一個能力發布。空軍說："在戰斗中，無論如何，郵機將需要在作戰附近飛行，支持戰斗機，因此將它們作為指揮和控制系統，無論是作為主要的還是彈性的備份，都是有意義的。"

2021年2月在歐洲舉行了第四次"on-ramp"。根據新聞稿，空軍由于預算限制而減少了這次活動規模。這第四次將包括荷蘭、波蘭和英國在內的盟國聯系起來，進行聯合空中作戰。據美國駐歐洲空軍司令哈里根將軍說，這第四次活動測試了美國和盟國用F-15E飛機發射AGM-158聯合空對地對峙導彈（JASSM）執行遠程打擊任務的能力（見圖2），同時利用美國和盟國的F-35飛機執行空軍基地防御任務。

本預計2021年春季進行第五次"on-ramp"在太平洋地區，但由于預算限制，取消了這次活動。

GAO的報告建議

2019財年國防授權法案（NDAA）指示政府問責局（GAO）評估ABMS計劃。在2020年4月的一份報告中，GAO向空軍總設計師建議采取四項行動來提高項目績效。

1.制定一個計劃，在ABMS開發領域需要時獲得成熟技術。

2.制作一個定期更新的成本估算，反映ABMS的實際成本，每季度向國會匯報一次。

3.準備一份可購性分析，并定期更新。

4.正式確定并記錄參與ABMS的空軍辦公室的采購權力和決策責任。

空軍助理部長同意了所有的建議。前空軍參謀長David Goldfein將軍不同意這些建議，他指出GAO的分析沒有反映機密信息。美國政府問責局表示，它可以接觸到機密信息，這些額外的信息并不影響其分析和建議。

ABMS的管理結構

根據GAO關于ABMS的同一份報告，空軍最初確定由空軍總設計師（普雷斯頓-鄧拉普），來協調空軍每個項目執行辦公室的ABMS相關工作。GAO對這種管理結構可能導致ABMS缺乏決策權表示擔憂。然而，在2020年11月，羅珀博士選擇空軍快速能力辦公室作為ABMS項目執行辦公室。首席架構師辦公室繼續開發全軍的架構（即軟件和無線電如何能夠相互連接），以支持ABMS。

國會就AMBS采取的行動

國會已經對ABMS系統的發展表示了興趣。下面的清單總結了國會在前三個NDAA中的行動：

• 2019財政年度NDAA（P.L. 115-232）：

  • 第147節：限制E-8 JSTARS飛機退役的資金可用性

• 2020年國防部（P.L. 116-92）：

  • 第236節：與先進戰斗管理系統有關的文件

• FY2021 NDA (P.L. 116-283) ：

  • 第146節：移動目標指示器要求和先進戰斗管理系統能力的分析
  • 第221節：與先進戰斗管理系統有關的問責措施

2021財年國防撥款法案（P.L. 116-260 C分部）將ABMS的資金從要求的3.02億美元減少到1.585億美元，理由是 "不合理的增長和預先融資"。

在ABMS的整個發展過程中，國會對在確定合適的替代物之前退役舊的C2系統如JSTARS和AWACS表示關注。國會還指示空軍制定傳統的采購理由，如成本估算和需求文件，以確保國會和軍方都了解要采購的東西。這些行動反映了美國政府問責局的建議。

關于國會的潛在問題

• 使用ABMS方法分解指揮和控制的風險是什么？

• 空軍應如何平衡創新、實驗與采購成熟技術？

• ABMS提供了哪些傳統指揮與控制系統無法提供的機會？

• 利用6.8軟件和數字技術試點計劃預算活動代碼中的新預算授權靈活性，ABMS是否會受益？