與潛艇進行保密通信 陸完成全球首個海水量子通信實驗

▲中國039A型元級潛艇被視為S-26潛艇的出口藍本。(圖/翻攝自軍事中華網)

▲解放軍039A型元級潛艇。(圖/翻攝自軍事中華網)

大陸中心/綜合報導

上海交通大學日前成功進行全球首個海水量子通信實驗,向未來建立水下及空海一體量子通信網絡邁出重要一步。該實驗結果顯示,水下量子通信可達數百米,能對水下百米量級的潛艇和傳感網絡節點等進行保密通信,可望在軍事領域大展身手。

《科技日報》報導,該所大學金賢敏研究團隊指出,基於光纖和自由空間大氣信道的量子通信已被證明可行。儘管與光纖和大氣相比,海水中懸浮物和鹽度等對光子導致的散射和損耗效應要大得多,但其實海水也有一個光子傳輸時損耗較低的藍綠窗口,且其能被商用單光子探測器探測到。因此,基於海水的量子通信理論上是可行的。

上海交通大學成功進行全球首個海水量子通信實驗。(圖/翻攝自大陸網站)

▲上海交通大學成功進行全球首個海水量子通信實驗。(圖/翻攝自大陸網站)

在最新實驗中,該研究團隊選擇光子的極化作為信息編碼的載體,並通過模擬證明,在非常大的損耗和散射下,極化編碼的光子只會丟失,而不會發生量子比特翻轉。也就是說,即使經歷了海水巨大的信道損耗,只要有少量單光子存活下來,仍可被用於建立安全密鑰

目前結果顯示,水下量子通信可達數百米,雖然信道較短,但能對水下百米量級的潛艇和傳感網絡節點等進行保密通信,同時也可從水下幾米深的地方對衛星和飛行器進行保密通信

金賢敏指出,雖然目前只是朝水下量子通信邁出了第一步,離實用化的水下、空海一體量子通信連線和網絡還有一段距離,但最新研究證明,未來可以期待實現量子通信技術的上天、入地、下海。而該成果也被發表在中國最新一期的《光學快報》雜誌上,並被列為編輯推薦。

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