與目前成熟的通信技術相比，量子通信優(yōu)越性明顯，具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等特點，成為全球物理學研究的前沿與焦點領域。
量子通信不僅在軍事、國防等領域具有重要的作用，而且會極大地促進國民經濟的發(fā)展，被認為是未來IT通信技術的發(fā)展方向。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來，美國國家科學基金會都對此項目進行了深入的研究。歐盟在1999年集中國際力量致力于量子通信的研究，研究項目多達12個。日本郵政省把量子通信作為21世紀的戰(zhàn)略項目。我國近10年來在量子糾纏態(tài)、糾錯、存儲等核心領域也取得了前沿性突破，中科院于2011年啟動了空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項，2011年10月份，我國科學家潘建偉等人在國際上首次成功實現百公里量級的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)（通俗地說，就是兩個相距100公里的量子實現了信息傳輸），這為我國發(fā)射全球首顆“量子通訊衛(wèi)星”奠定了技術基礎。
量子通信在國防和軍事應用方面有著無與倫比的廣闊前景，可以利用量子隱形傳輸以及超大信道容量、超高通信速率等特點，建立滿足軍事特殊需求的超光速軍事信息網絡。由于光量子密碼具有“不可破”和“不可竊聽性”，且光量子加密設備可與現在的光纖通信設備融合，因此，可以用來改進目前軍用光纖網絡信息傳輸的保密性，從而提高信息保護和信息對抗能力。為了滿足軍方需求，英國ITT國際防務公司開展了一系列研究，其中包括量子運算法則、量子傳感器和新型量子通信系統(tǒng)。
量子技術將帶來潛艇通信革命
在很長一段時間里，風靡全球的電影及小說都是以間諜戰(zhàn)和破譯密碼為主要內容，竊聽、反竊聽，加密、解密……很多人最關心的是，有沒有絕對安全的保密通信，讓竊聽、破譯者無計可施？第二次世界大戰(zhàn)中，波蘭人和英國人成功破譯了德國著名的“恩格瑪”密碼，盟軍由此得知了德國的許多重大軍事行動；美軍破譯日本的高級密碼——“紫密”，從而擊斃了日本海軍大將山本五十六，一舉扭轉了美軍在太平洋戰(zhàn)場的被動局面。這些都是密碼攻防戰(zhàn)中的典型戰(zhàn)例。
目前，潛艇使用隨機生成的編碼或“密鑰”來加密訊息。這些密鑰是潛艇和聯絡基地在執(zhí)行任務之前制作的，每個密鑰只使用一次，這樣一來，敵人就算破解了密鑰，也無法用它來解密之后的訊息。
但是，這種做法存在一些問題。首先，它從后勤上講是麻煩的。潛艇在執(zhí)行一次長時間的任務前必須帶上許許多多的密鑰，而一旦潛艇遇襲，這些密鑰就有可能落入敵手。此外，即便有足夠多的安全密鑰，潛艇和基地之間的聯絡速度也極慢。為了在海水傳輸，發(fā)射機必須使用頻率極低的無線電波。這決定了每秒只能傳輸幾個字符。在世界上其他地方(以及其他作戰(zhàn)空間)都在進行高速聯絡的同時，潛艇卻只能進行撥號聯絡。為了收發(fā)大量信息，或是快速收發(fā)信息，潛艇就必須浮出水面，這很容易使自身暴露，也很容易受到攻擊。
但是，英國ITT國際防務公司的研究人員想出了一個點子。通過量子密鑰分配，潛艇可以把一個密鑰加密成光子(利用光子的極性來代表“1”和“0”)，從而生成一個幾乎無法破解的密鑰——如果有人試圖攔截這些光子，就將干擾量子系統(tǒng)，而訊息收發(fā)者可以測得這種干擾，從而知悉有第三方正在監(jiān)聽。
制作好安全的密鑰后，潛艇就能夠——至少從理論上講——待在水面下數百英尺的地方，通過激光向衛(wèi)星發(fā)射光子，然后再由衛(wèi)星把光子傳回地面，到達基地。研究人員模擬展示了一種當潛艇在水下時，能夠以每秒170兆字節(jié)的速率收發(fā)數據的系統(tǒng)。
這一技術還遠遠沒有達到可在實戰(zhàn)中使用的程度。但是有朝一日，它可能會實現前所未有的高速和安全的數據傳輸，徹底改變目前潛艇的通信方式，從而為潛艇真正融入網絡中心戰(zhàn)創(chuàng)造條件。
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