中國水下量子通訊獲突破 解決潛艇世界級難題：美俄潛艇一夜間過時

上海交大近日成功的進行了海水量子通訊實驗，向建成海陸空三位一體的量子通信邁出了巨大一步。那麼其中的意義何在呢？喜馬拉雅山上可以有手機信號，太空站上航天員可以刷微博。可這些很平常的事情要擱在水下就著實辦不到了。這對於擔負二次核打擊任務的戰略潛艇來說是相當致命的。

傳統的水下通訊有通過水聲和無線電波來完成的，水聲可以進行短距離的潛艇、潛艦之間的交流，長距離的通訊則需要無線電來完成。因為海水會對中短波的無線電產生干擾，只有通過低頻的長波無線電才能和水下艦艇溝通。與常規潛艇發報時，通常使用3千赫茲到3萬赫茲的甚長波，常規潛艇可以在水下八十米內分別用環形天線和拖曳浮標聲吶來接收信息。核動力潛艇的巡航深度一般在100米左右，需要拖曳長達600米的浮力電纜天線接收30赫茲到300赫茲的超長波。

百米之下，水聲和無線電就都難以染指了。水下長波通訊的速度也是「快」的感人。美軍在70年代時開發了當時最為先進的「海員」系統用於和水下百米的核潛艇通訊，它的信息傳遞速度是每分鐘10位元組，要花上15分鐘才能傳遞3個字元的內容。假如說是在戰時，用這樣的速度來傳遞情報和軍事命令將造成致命的後果，比如說我方水面艦隻發現了敵方的反潛機，報警的信息還沒有被潛艇接收完畢，就已經被反潛機鎖定目標了。

或者司令部下令核反擊，但是戰略潛艇遲遲不能接收到消息，晚個二十幾分鐘，基地可能就被人家核平了，直接打出gg（讀：即即），所謂的二次核打擊手段也就跟本沒有效用。此外，要進行遠程的長波通訊，那信號基站大的能讓虎哥淚流滿面。我們手機中的內置天線也就幾厘米吧，常見的軍用天線也就是一口鍋那麼大，而長波電台的天線呢？大到必須要把天線放倒，這還不夠。在1986年美國建立的超長波電台，總功率5.28兆瓦，天線總長135公里。

什麼概念，就是從北京到天津都不夠，還要出去一截。長期以來，各國海軍的水下通訊都依靠長波電台來完成。但是，一是傳遞速度慢；二是目標太大，戰時極易受到打擊；三是用公開的無線電，信息極易被破解，所以各國也都在謀求新的方法。有一種方式是讓潛艇冒著風險浮出水面，用快速報的形式在零點幾秒的時間發出十餘組電報，然後迅速下潛。但是這種方式極易暴露目標。

二戰後期在盟軍反潛機的壓力下，德軍潛艇就已經不敢在白天大張旗鼓的浮出水面了。幾十年間的戰場偵察技術的發展，有光學、聲學、電子偵測等多種手段來發現潛艇，只要上浮就意味著暴露自身行蹤。在不到萬不得已的時候，潛艇不會採取這樣的方法。英國研究了「深海」項目，使用激光來向深海傳遞信息。美國雷神公司則是把衛星信號轉化成聲學信號。還有一種是高頻主動式極光項目，就是把大氣層當做天線，發出極端低頻波束來和水下潛艇通訊。

早前也有一種辦法，潛艇釋放一種潛標，潛標可以把信息傳遞到附近的水面浮標上，再經由水面浮標向基地報告，如果對方進行逆向偵察，那麼最多也只是能捕獲水面浮標的方位。上海交大所搞出來的水下量子通訊實驗，在設計上超越了以往的研究，目前英美等過尚未在這一領域有實質性突破。由於傳遞介質的原因，相比光纖和大氣，海水中的漂浮物和不均的鹽度對光子傳輸的損耗要大的很多，但在某一頻段可以把水中光子傳輸的損耗降到最低。

上海交大的研究者把光子作為信息編碼的載體，雖然中間可能伴隨有散射，但是不會發生信息的扭曲，抗干擾、抗破譯能力強，因此可以用於保密通訊。使用光量子作為通訊手段，即便是幾百米深水下目標也可以接收到信息，可以讓核潛艇在更深更安全的海域進行通訊。而光量子通訊能夠承載的信息更多，傳遞更迅速，因此可以在更短的時間內接受、發送指令。

如果水下量子通訊體系搭建成功，作戰的時候潛艇不用上浮暴露目標，派反潛機、巡邏機什麼的攜帶光量子通訊設備飛臨潛艇所在水域就可以傳達軍事指令了。那麼我們的潛艇作戰的效能將大大提升。

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