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近日,量子通信領域捷報頻傳,中國科學家成功實現首次海水量子通信實驗,在國際上首次驗證了水下量子通信的可行性,為量子通信技術上天、入地、下海的未來圖景添上了濃墨重彩的一筆,填補了海洋作為未來海陸空一體化量子網絡最后一塊拼圖的空缺。
從人類發展史來看,新技術幾乎總是最先運用在軍事方面。也因此,海水量子通信實驗成功后,立即被軍事愛好者“應用”到了潛艇上,成為熱門話題。那么,海水量子通信到底有什么軍事意義呢?它將引起什么樣的軍事技術變革呢?
可以肯定,一旦水下量子通信實現工程化,將會徹底顛覆潛艇通信指揮乃至作戰方式。在軍事上除了主要用于潛艇通信外,還可以用于海底光纜通信、聯合作戰的空海一體通信以及蛙人特戰通信和水下救援、水下作業通信等方面。
資料顯示,水對無線電波的衰減或吸收非常強,尤其是對波長越短(頻率越高)的無線電波,像短波和微波等,要穿透海水里幾米的距離都很難,而極長波在水中的傳播距離也不過300~500米。
因此,水下通信無論采用哪種方式,都比陸上通信要難得多。受水下無線電傳輸距離的限制,水下始終是通信的禁區,通信也就成為制約潛艇性能發揮的一個世界性難題。
不過,近年來,美國、俄羅斯、澳大利亞和加拿大等國一直在研究的藍綠激光通信,可實現對深達700米左右的潛艇進行通信,基本能克服上述岸對潛通信方式存在的主要問題,是未來很有希望的水下通信手段。
特別是,藍綠激光通信也是水下量子通信的重要基礎。當前潛艇通信保密采用的主要還是傳統的數學加密方式,基本是以潛艇出海執行任務之前所設計好的編碼或“密鑰”來進行加密,每次通信使用的“密鑰”均不同。但此種加密方式無疑比較麻煩,不便管控,存在被獲取和破解的風險。而量子通信較經典通信來說,具有無法比擬的安全性和高效性。比如,量子加密的“密鑰”是隨機的,即使被竊取者截獲,也無法得到正確的“密鑰”,因此無法破解信息;同時,如果有人試圖攔截通信信息,將立刻改變粒子的量子態,使收發方測得這種干擾,并停止通信,進而保證通信的安全性。
因此,如果能在水下實現量子通信,通信距離和安全性都能獲得質的提升,無疑將極大地強化對潛艇的指揮控制,并顛覆未來的海戰模式。
現在中國研究人員初步試驗并證實了這種水下量子通信的可行性,這是一個了不起的突破性成果。當然,水下量子通信目前的研究和試驗只是一個開始,量子通信本身還遠未商業化,再加上水下量子通信所依賴的藍綠激光通信技術也遠未成熟,所以它還無法很快投入應用,未來需要做的工作很多。