量子通信技術在航天系統中的應用

信息化技術將在未來戰爭中發揮十分關鍵的作用，只有提升信息的爭奪能力才能保證戰場中的主動權，破壞敵方的信息系統。這種情況下，信息安全變得更為重要，所以必須做好保密工作。量子通信技術比以往的保密技術更具優勢，因此在軍事通信方面得到了廣泛應用。本文首先介紹了量子通信實現的原理，進而分析了航天系統中量子通信技術的應用情況，以期推動該技術的發展，拓展其應用范圍。

【關鍵詞】航天系統 信息安全 密鑰分發 量子通信

傳統方式中，經常采用加密、解密技術保護信息安全，然而，密碼破譯功能不斷增強，這種加密方法容易發生信息破譯、監聽與篡改，帶來安全威脅。作為一種新型技術，量子通信能夠大大提升信息傳輸的安全，具備較大的優勢，在民用安全以及軍事領域都得到了廣泛應用。

1 量子通信原理

依據海森堡測的不準以及不可克隆原理，并結合量子力學特征來實現量子通信，該通信方式能夠防止非授權方竊取傳輸過程中的信息，從而大大提升了信息在傳輸過程中的安全。量子通信技術分為量子隱形傳態技術與量子密鑰分發技術，其中，前者正處于研究階段，許多問題需要在今后的工作中解決，目前無法投入使用；后者已經在一些領域中得到應用，未來的應用范圍將逐漸擴大，兩種技術都能夠完全避免信息傳輸中出現問題，未來將廣泛應用于軍事通信方面。

2 應用于航天系統中量子通信的關鍵技術

2.1 密鑰的生成時間

通常情況下，由于量子密鑰生成協議以及元器件性能的影響，其生成速率往往低于105 bit/s。所以需要加強這一方面的研究，增加其生成速率，這是未來量子通信技術的主要發展方向。

2.2 自由空間遠距離量子通信技術

航天系統中必須建設空地、天地等遠距離無線鏈路，在地基、空基與天基網絡之間進行信息傳遞，而該技術能夠保障航天系統的信息在各個信息節點間的傳輸安全，進而擴大量子通信技術的應用范圍。

2.3 量子安全保密網絡設計技術

在實際情況中，該技術需要與量子信道與經典信道相結合來生成并分發量子密鑰，其將革新航天系統的網絡架構，使網絡變得更為復雜。所以，應依據量子通信特征，并結合當前航天系統的網絡架構來設計網絡協議與網絡架構，盡量在降低網絡復雜性的基礎上發揮該技術的優勢，避免信息傳輸中出現各種問題。

2.4 量子安全保密系統效能評估技術

該技術能夠有效評估量子安全保密系統的功能，并且通過對比該系統與傳統系統來為系統設計、系統優化與系統論證提供依據，同時能夠準確檢驗該系統對信息傳輸的保障能力。

3 量子通信技術在航天系統中的應用

3.1 航天領域中量子通信的工程化應用

信息安全技術能夠使信息系統在戰場條件下準確運行，發揮武器裝備的最大功能。近幾年，量子通信開始快速發展，與傳統通信手段相比具有較大的優越性，在軍事領域有廣闊的發展空間。量子通信技術可以增強密鑰分發與保密通道的安全性，可以檢測信息是否遭受竊聽，確保隱蔽通信，并且信息容量大，傳遞效率快，增強了導彈武器系統的實戰性。為此，應大力開展導彈武器系統中該技術的工程化應用研究，增強該系統的抗干擾性與作戰能力，保障信息安全。將該技術運用于指揮信息系統與導彈信息系統能夠增強核安控能力，除此以外，還可在整個信息化作戰體系中運用該技術，增強實際作戰能力。

3.2 量子通信給今后信息技術帶來的影響

從原理上講，量子通信技術能夠保障信息在傳輸過程中的安全。當前，量子通信相關的理論研究與實踐探索均取得了較大進步，以量子密鑰分發技術為基礎的量子通信系統已經在一些領域得到應用，并逐漸完善。量子通信技術能夠給通信領域帶來本質上的改變，是獲得戰場主動權的關鍵技術。航天系統中的信息傳輸也十分重要，因此要積極利用該技術，實現保密通信，為戰場勝利提供有利的技術支持。

3.3 建設信息戰場下的軍事保密通信網絡

未來戰場中，必須有效預防信息攻擊，否則將產生十分嚴重的后果。為此，需要構建安全性高的信息鏈路，充分發揮戰略導彈武器的作戰能力。軍事信息網絡中包含的信息數量大，并且需要及時處理，依據相關標準進行共享。量子通信技術有較大的優勢，其信息傳輸速度快、信息容量大，且量子隱形傳態技術能夠使量子信息在任意距離之間進行無障礙傳輸，通信鏈路的建立不受時間與地點的限制，因此可以利用上述特點進行軍事信息網絡的構建。

3.4 將量子通信與航天設備相結合

戰場條件下，航天系統中會快速傳輸各種機密信息，為了保障其安全，通常采用密碼系統。密碼系統中的關鍵是密鑰，其安全性將直接影響通信安全。現階段，量子密鑰分發技術比較完善，已經投入實踐中，將該技術與武器裝備相結合能夠建設可靠的量子密鑰產生與分發系統，準確檢測是否遭受監聽，提升密鑰分發的安全性，真正實現保密通道。光量子密碼的主要特征為竊聽可知性與不可破性，而相關設備能夠與光纖通信設備進行有機結合，所以在通信網絡架構中增設量子光纖鏈路與量子密鑰產生與分發裝置，能夠保證信息在軍用網絡傳輸的安全性。

4 結語

信息化戰場條件下，要想贏得戰爭勝利，必須掌握信息的主動權，而量子通信技術能夠保障信息在傳輸過程中的絕對安全，是提升作戰能力的關鍵。積極研究該技術的工程化應用形式，將該技術與導彈武器系統、指揮信息系統以及整個作戰體系融合，能夠準確檢測出是否發生信息竊取，實現安全通信，提升信息對抗能力。

參考文獻

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作者簡介

李金光（1989-），男，山東省淄博市人。研究生學歷。助理工程師。研究方向為量子通信和航天測控。

作者單位

中國人民解放軍63771部隊 陜西省渭南市 714000endprint