摘要:据科技日报披露,中国已成功完成首次海水量子通信实验,实现了潜艇与岸基指挥中心的隐蔽通信。该技术创新性地将蓝绿激光与量子密钥分发相结合,创下 700 米海水穿透深度的关键指标,一举破解了传统潜艇通信带宽狭窄、易被监听的世界性难题,为我国核潜艇战略威慑能力构建起至
据科技日报披露,中国已成功完成首次海水量子通信实验,实现了潜艇与岸基指挥中心的隐蔽通信。该技术创新性地将蓝绿激光与量子密钥分发相结合,创下 700 米海水穿透深度的关键指标,一举破解了传统潜艇通信带宽狭窄、易被监听的世界性难题,为我国核潜艇战略威慑能力构建起至关重要的技术支撑。这一突破不仅标志着我国在量子通信领域实现了空、天、潜、舰一体化覆盖的关键一步,更在现代海战形态演进史上写下了具有里程碑意义的一笔。
要理解这一成果的战略价值,首先需要认清水下通信的天然困境。海洋对绝大多数电磁波具有极强的吸收和衰减作用,波长越短的无线电波穿透能力越弱,短波和微波在海水中仅能传播数米,即便是极长波也只能达到 300-500 米的穿透深度。
这种物理限制导致传统潜艇通信长期处于 "两难境地":要么采用超长波、极长波通信,忍受每分钟不足 10 字节的传输速率,仅能传递简单指令;要么冒险上浮至潜望镜深度使用卫星通信,暴露自身位置。美军上世纪 80 年代建立的超长波电台,天线总长达 135 公里,既是战时极易被摧毁的战略目标,其通信速率也远不能满足现代海战的实时指挥需求。
蓝绿激光的 "海水窗口" 特性,为突破这一困境提供了物理基础。科学研究早已发现,海水对 0.45 至 0.55 微米波段的蓝绿光衰减系数最低,形成了独特的 "透光窗口",这一波段的激光能在海水中实现远距离传播。与传统无线电通信相比,蓝绿激光通信不仅穿透深度更深,还具备带宽大、速率高的优势,可实现复杂指令、图像甚至视频数据的传输。
我国此次实验达到的 700 米穿透深度,已覆盖全球主要海域的典型作战潜深,意味着潜艇无需上浮即可接收完整作战指令,从根本上解决了隐蔽性与通信效能的矛盾。值得注意的是,不同类型海水的透光特性存在差异,大洋型海水在 460nm 处透射率最高,而沿岸型海水因 "黄色物质" 影响,峰值出现在 525-550nm 波段,我国实验显然已充分考虑这些实战环境变量。
量子密钥分发技术的融入,为水下通信筑起了 "绝对安全" 的屏障。传统潜艇通信依赖预设数学加密密钥,每次出海前需提前加载,不仅操作繁琐,还存在被破解的潜在风险。而量子通信的安全性源于量子力学基本原理:量子密钥由随机生成的单光子承载,任何窃听行为都会改变光子的量子态,导致密钥失效并被收发双方即时察觉。
我国科研团队通过创新采用双光子编码方案,成功解决了空气 - 水界面导致的光子偏振态变化问题,将误码率控制在 2% 以下的安全范围。这种 "窃听即暴露" 的特性,使潜艇与岸基指挥中心的通信成为真正意义上的 "不可破解",彻底终结了水下通信的安全隐患。
此次技术突破的核心难点,在于攻克了空 - 水混合信道的复杂挑战。水下量子通信需跨越大气、海面、海水三重介质,海面波动、泡沫覆盖、水中悬浮颗粒都会导致光子散射和偏振态失真,严重影响通信稳定性。我国科研团队建立了非均匀空 - 水信道复合模型,通过偏振矢量蒙特卡罗算法模拟不同海洋环境下的传输特性,创新性地提出单光子补偿方案和抗界面非幺正噪声的双光子编码方案。
在波长 532nm 的蓝绿光支持下,即使在暴风天气、6cm 泡沫层的恶劣条件下,仍能实现 85 米以上的安全通信距离,而在理想海况下传输距离可突破 120 米,配合拖拽浮标等辅助手段可进一步延伸,700 米的实验成果正是这些技术积累的集中体现。
从军事战略层面看,核潜艇作为二次核打击的核心力量,其威慑力源于 "隐蔽性 + 反击能力" 的双重保障。传统通信限制使得核潜艇要么保持深度潜航但无法接收实时指令,要么为获取信息而暴露行踪。700 米深度的隐蔽通信能力,使核潜艇可在反潜探测盲区长期巡航,同时保持与指挥中心的实时联动。这种 "静默中可控" 的状态,极大提升了核威慑的可信度和有效性,让核潜艇既能成为 "深海幽灵",又能精准响应战略指挥,彻底改变了传统核潜艇的部署模式和作战效能。
美国、俄罗斯、澳大利亚等国虽早在上世纪就开展蓝绿激光通信研究,但始终未能突破量子密钥与水下信道的融合难题。英国 2024 年才完成海底光缆量子通信测试,仍停留在固定链路实验阶段,与我国实现的移动潜艇隐蔽通信存在本质差距。
美军目前依赖的 "海员" 系统,通信速率仅为每分钟 10 字节,且天线目标巨大易遭摧毁;俄罗斯的甚低频通信系统也只能实现水下 80 米左右的有限通信。我国在蓝绿激光与量子技术结合上的突破,使水下通信技术实现了代际跨越,确立了在该领域的全球领先地位。
从作战体系来看,水下量子通信可构建起空海一体的保密通信网络,实现潜艇、水面舰艇、作战飞机、岸基指挥中心的无缝衔接。对于蛙人特战、水下救援、无人潜航器组网等任务,量子级别的隐蔽通信能大幅提升任务成功率和人员安全性。
在海底光缆通信领域,量子加密技术可防范针对海底通信干线的窃听和破坏,保障战略级通信的连续性。更重要的是,该技术为未来水下战场的信息化、智能化奠定了基础,使水下传感器网络、分布式作战平台等新型作战力量具备了实战应用的可能。
上海交通大学金贤敏团队早在多年前就实现了光子极化量子态与量子纠缠在海水中的稳定性验证,为此次实验奠定了基础。从 "墨子号" 量子卫星实现星地量子通信,到光纤量子通信网络的规模化部署,我国已构建起完整的量子通信技术体系。
此次水下实验的成功,标志着量子通信技术正式从陆地、天空延伸至海洋,形成了全地域覆盖能力。这种系统性的技术积累,使我国在应对海水散射、偏振失真、界面噪声等多重挑战时,能够拿出兼具理论创新性和工程实用性的解决方案。
当前实验虽实现 700 米穿透深度,但通过优化激光功率、改进编码算法、采用自适应光学技术等手段,传输距离和通信速率仍有提升潜力。针对沿岸浑浊海水、深海高压环境等复杂场景的技术适配,将进一步拓展其作战应用范围。
更重要的是,空海一体量子通信网络的构建,将使我国形成从太空到深海的全维度保密通信体系,让战略威慑力量具备更强的生存能力和响应速度。随着技术的工程化落地,核潜艇、常规潜艇、无人潜航器等装备的作战效能将实现质的飞跃,推动我国海洋战略威慑能力迈上新台阶。
#2025南昌飞行大会#在现代战争向 "深海、深蓝" 延伸的背景下,水下量子通信技术的突破具有深远的战略意义。它不仅解决了潜艇通信的百年难题,更重塑了现代海战的制胜逻辑,使隐蔽作战力量与指挥中心的实时联动成为可能。
我们的这一成果再次证明,核心技术的自主创新是构建战略威慑能力的关键支撑,彰显了我国在量子科技领域从理论研究到工程应用的全面实力。
来源:欧罗风行者