潛艇，以隱蔽性強而被稱為(wei) “水下幽靈”。然而，潛艇在水下隱蔽得深也有一大缺點，很難與(yu) 向其提供指令和信息的海軍(jun) 基地聯絡，也很難把信息傳(chuan) 回基地。現在，量子技術可能會(hui) 改變這一切，使下潛的潛艇能夠借助激光脈衝(chong) ，與(yu) 衛星交換加密密碼和訊息。　　潛艇激光通信的誕生　　隨著信息化的進程，在未來的高技術及信息化戰爭(zheng) 中，如何進一步增加信息傳(chuan) 輸的速率和距離，提高通信係統的有效性、可靠性等問題，在一定程度上決(jue) 定著戰爭(zheng) 的取向。隨著以激光為(wei) 信息載體(ti) 的激光通信技術的發展，激光通信技術在軍(jun) 事上的應用受到了各國軍(jun) 方的高度重視。　　潛艇作為(wei) 海軍(jun) 的重要作戰力量，要發揮其隱蔽性和突然性的戰術優(you) 勢，必須下潛至混合層，亦即海平麵以下60~100米的深度，在此深度下，聲呐不容易發現潛艇。此時，潛艇同外界的聯絡是通過極低頻或甚低頻無線電通信(ELF或VLF)達成的，因為(wei) 海水對極低頻或甚低頻無線電波衰減較小，電波可以穿透海水一定深度。　　然而，極低頻和甚低頻無線電通信有許多弊端，已不能滿足現代網絡中心戰的要求。首先，發信台站十分龐大，抗毀能力差；其次，潛艇必須通過拖曳天線來收信，在此情況下，為(wei) 了取得較好的收信效果，潛艇不得不調整自己的方位和降低速度。第三，甚低頻和極低頻通信的最大缺點是帶寬窄，影響了通信的速度：甚低頻1秒鍾能夠傳(chuan) 遞幾百比特的信息，而極低頻每分鍾隻能傳(chuan) 遞幾比特的信息，這勢必影響了複雜數據的傳(chuan) 遞，比如視頻數據。遠遠不能適應信息化戰爭(zheng) 對大量情報、偵(zhen) 察和監視數據的需要。　　激光對潛艇通信的概念，是60 年代初期提出來的。直到1978 年，美國國防遠景規劃局和海軍(jun) 才下決(jue) 心，正式開始實施激光對潛艇通信的研究發展工作。實施激光對潛艇通信計劃有兩(liang) 個(ge) 主要方案：陸基激光器方案和空間激光器方案。　　陸基激光器方案的基本構想是，將大功率激光器安放在陸地上，並在地球同步軌道上放置一部可調反身鏡。帶有信息的激光束自地麵發出後，經空間反射鏡再轉向海麵。空間激光器方案的基本構想是，將激光器安裝在衛星上，上行線采用無線電通信，下行線就是激光通信。解決(jue) 這些問題，所涉及的技術相當複雜，其中包括潛艇、激光器、接收機、衛星、水文和氣象等各個(ge) 方麵。　　1984 年，亞(ya) 利桑那大學研製了一種原子諧振濾光器。濾光器有效地改善了潛艇水下收信性能，使水下接收的深度增加了數百英尺，將報文傳(chuan) 遞時間縮短到原來的十五分之一，還可在一定程度上降低對激光器輸出功率的要求。而且體(ti) 積小，更為(wei) 經濟實用。另一方麵，氯化氙激光器技術的發展，加之激光穿透濃厚之層與(yu) 潛航潛艇通信演示的成功，國防遠景規劃局已確信，激光對潛艇通信的探索方向從(cong) 陸基激光器方案與(yu) 空間激光器方案齊頭並進的做法，轉到完全集中精力於(yu) 空間激光器方案。    量子通信成為(wei) 全球研究熱點　　量子通信是利用了光子等粒子的量子糾纏原理來實現通信的，量子通信是經典信息論和量子力學相結合的一門新興(xing) 交叉學科。量子信息學告訴人們(men) ，在微觀世界裏，不論兩(liang) 個(ge) 粒子間距離多遠，一個(ge) 粒子的變化都會(hui) 影響另一個(ge) 粒子，這就是所謂的量子糾纏現象，這一現象被愛因斯坦稱為(wei) “詭異的互動性”。　　量子通信係統的基本部件包括量子態發生器、量子通道和量子測量裝置。對於(yu) 量子信息的傳(chuan) 播，需要某種方式來促使光子產(chan) 生極化現象，這樣，量子狀態將處於(yu) 一種特定的狀態下，發射器和接收器中的過濾器可以發現量子。該係統使用的是特種光子激光器，而不是常見的激光器，因為(wei) 後者產(chan) 生的激光是散淡的，而特種光子激光器每次產(chan) 生的光子和每個(ge) 光子都有特定的量子態。　　與(yu) 目前成熟的通信技術相比，量子通信優(you) 越性明顯，具有保密性強、大容量、遠距離傳(chuan) 輸等特點，成為(wei) 全球物理學研究的前沿與(yu) 焦點領域。　　量子通信不僅(jin) 在軍(jun) 事、國防等領域具有重要的作用，而且會(hui) 極大地促進國民經濟的發展，被認為(wei) 是未來IT通信技術的發展方向。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(hui) 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於(yu) 量子通信的研究，研究項目多達12個(ge) 。日本郵政省把量子通信作為(wei) 21世紀的戰略項目。我國近10年來在量子糾纏態、糾錯、存儲(chu) 等核心領域也取得了前沿性突破，中科院於(yu) 2011年啟動了空間科學戰略性先導科技專(zhuan) 項，2011年10月份，我國科學家潘建偉(wei) 等人在國際上首次成功實現百公裏量級的自由空間量子隱形傳(chuan) 態和糾纏分發(通俗地說，就是兩(liang) 個(ge) 相距100公裏的量子實現了信息傳(chuan) 輸)，這為(wei) 我國發射全球首顆“量子通訊衛星”奠定了技術基礎。    量子技術將帶來潛艇通信革命　　在很長一段時間裏，風靡全球的電影及小說都是以間諜戰和破譯密碼為(wei) 主要內(nei) 容，竊聽、反竊聽，加密、解密……很多人最關(guan) 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？第二次世界大戰中，波蘭(lan) 人和英國人成功破譯了德國著名的“恩格瑪”密碼，盟軍(jun) 由此得知了德國的許多重大軍(jun) 事行動；美軍(jun) 破譯日本的高級密碼——“紫密”，從(cong) 而擊斃了日本海軍(jun) 大將山本五十六，一舉(ju) 扭轉了美軍(jun) 在太平洋戰場的被動局麵。這些都是密碼攻防戰中的典型戰例。　　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行任務之前製作的，每個(ge) 密鑰隻使用一次，這樣一來，敵人就算破解了密鑰，也無法用它來解密之後的訊息。　　但是，這種做法存在一些問題。首先，它從(cong) 後勤上講是麻煩的。潛艇在執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(wei) 了在海水傳(chuan) 輸，發射機必須使用頻率極低的無線電波。這決(jue) 定了每秒隻能傳(chuan) 輸幾個(ge) 字符。在世界上其他地方(以及其他作戰空間)都在進行高速聯絡的同時，潛艇卻隻能進行撥號聯絡。為(wei) 了收發大量信息，或是快速收發信息，潛艇就必須浮出水麵，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(ge) 點子。通過量子密鑰分配，潛艇可以把一個(ge) 密鑰加密成光子(利用光子的極性來代表“1”和“0”)，從(cong) 而生成一個(ge) 幾乎無法破解的密鑰——如果有人試圖攔截這些光子，就將幹擾量子係統，而訊息收發者可以測得這種幹擾，從(cong) 而知悉有第三方正在監聽。　　製作好安全的密鑰後，潛艇就能夠——至少從(cong) 理論上講——待在水麵下數百英尺的地方，通過激光向衛星發射光子，然後再由衛星把光子傳(chuan) 回地麵，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170兆字節的速率收發數據的係統。　　這一技術還遠遠沒有達到可在實戰中使用的程度。但是有朝一日，它可能會(hui) 實現前所未有的高速和安全的數據傳(chuan) 輸，徹底改變目前潛艇的通信方式，從(cong) 而為(wei) 潛艇真正融入網絡中心戰創造條件。