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中国量子通信技术世界领先 将改变潜艇作战形态

  量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用,而且会极大地促进国民经济的发展,被认为是未来IT通信技术的发展方向。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来,美国国家科学基金会都对此项目进行了深入的研究。欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究,研究项目多达12个。日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域也取得了前沿性突破,中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项,2011年10月份,我国科学家潘建伟等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发(通俗地说,就是两个相距100公里的量子实现了信息传输),这为我国发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。

  量子技术将带来潜艇通信革命

  在很长一段时间里,风靡全球的电影及小说都是以间谍战和破译密码为主要内容,窃听、反窃听,加密、解密……很多人最关心的是,有没有绝对安全的保密通信,让窃听、破译者无计可施?第二次世界大战中,波兰人和英国人成功破译了德国著名的“恩格玛”密码,盟军由此得知了德国的许多重大军事行动;美军破译日本的高级密码——“紫密”,从而击毙了日本海军大将山本五十六,一举扭转了美军在太平洋战场的被动局面。这些都是密码攻防战中的典型战例。

  目前,潜艇使用随机生成的编码或“密钥”来加密讯息。这些密钥是潜艇和联络基地在执行任务之前制作的,每个密钥只使用一次,这样一来,敌人就算破解了密钥,也无法用它来解密之后的讯息。

  但是,这种做法存在一些问题。首先,它从后勤上讲是麻烦的。潜艇在执行一次长时间的任务前必须带上许许多多的密钥,而一旦潜艇遇袭,这些密钥就有可能落入敌手。此外,即便有足够多的安全密钥,潜艇和基地之间的联络速度也极慢。为了在海水传输,发射机必须使用频率极低的无线电波。这决定了每秒只能传输几个字符。在世界上其他地方(以及其他作战空间)都在进行高速联络的同时,潜艇却只能进行拨号联络。为了收发大量信息,或是快速收发信息,潜艇就必须浮出水面,这很容易使自身暴露,也很容易受到攻击。

  但是,英国ITT国际防务公司的研究人员想出了一个点子。通过量子密钥分配,潜艇可以把一个密钥加密成光子(利用光子的极性来代表“1”和“0”),从而生成一个几乎无法破解的密钥——如果有人试图拦截这些光子,就将干扰量子系统,而讯息收发者可以测得这种干扰,从而知悉有第三方正在监听。

  制作好安全的密钥后,潜艇就能够——至少从理论上讲——待在水面下数百英尺的地方,通过激光向卫星发射光子,然后再由卫星把光子传回地面,到达基地。研究人员模拟展示了一种当潜艇在水下时,能够以每秒170兆字节的速率收发数据的系统。

  这一技术还远远没有达到可在实战中使用的程度。但是有朝一日,它可能会实现前所未有的高速和安全的数据传输,彻底改变目前潜艇的通信方式,从而为潜艇真正融入网络中心战创造条件。

  • 责任编辑:常晓宇

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