量子方案可使潜艇实现安全通信

潜艇非常善于躲避侦察。事实上，当它们潜入水下时，它们远离电网，很难与向它们提供命令和信息的海军基地保持联系，也很难将信息传回基地。但一种新的量子通信解决方案可以改变这一切，让潜入水下的潜艇能够通过卫星交换加密密钥和信息，利用激光脉冲进行通信。

目前，潜艇使用随机代码或“密钥”来加密信息。这些是潜艇与其通信基地之间提前建立的，每个代码只能使用一次，这样敌人就无法破解代码并用它来破译未来的通信。

但这种方法存在问题。首先，它在后勤上很麻烦。而且，执行长期任务的潜艇必须携带大量钥匙，如果潜艇被追上，这些钥匙可能会落入敌人手中。此外，即使拥有大量安全钥匙，潜艇与基地之间的通信速度也非常慢。为了穿透水面，发射器必须使用频率极低的无线电波。这些无线电波每秒只能传输几个字符。虽然世界其他地方（和战场）的通信速度很快，但潜艇只能使用拨号上网。为了大量或快速地发送或接收信息，潜艇必须浮出水面，这使它们很容易被发现和攻击。

但国防公司 ITT 的研究人员有了一个主意。利用量子密钥分配，潜艇可以将密钥编码到光子中（使用光子的偏振来表示 1 和 0），从而形成一个几乎无法破解的密钥——任何拦截光子的企图都会以可测量的方式干扰量子系统，提醒发送者和接收者第三方正在监听（这通常是通过量子纠缠实现的）。

建立安全密钥后，潜艇至少在理论上可以停留在水下几百英尺处，通过激光将光子传输到卫星，然后反射回地面基地。研究人员的模拟显然展示了一种系统，当潜艇在水下时，该系统可以以每秒 170 兆字节的速率发送和接收数据。这是值得拍摄成视频的数据流。

当然，首先你必须弄清楚光子在水中传播时能保持量子态的能力有多强，因为任何破坏量子系统的偏差都会使系统变得不安全（并且毫无意义）。然后你需要一颗能够接收和中继量子加密信号的卫星——同样，不会破坏光子的量子态。换句话说，这项技术还远未做好战斗准备。但它有朝一日可能会将高速、安全的数据传输到目前还不存在的深度。

新科学家