量子密钥有望实现潜艇安全通信

    据英国《新科学家》杂志近日报道，潜艇潜入水中时必须保持与遥远的海军基地之间的安全通信，而量子通讯有望支持它们赢得这场安全技术挑战的胜利。

    潜艇通常采用随机的密钥，即用后立即销毁的一次性密码来加密信息。由于每个密钥仅使用一次，这使（被过滤词语）者几乎无法破译密码。但这也存在一个问题，就是密钥必须在潜艇离开基地前就被安全确定，也就是说船上会携带大量密钥，一旦潜艇被敌军俘获，密钥也将落入敌人手中，造成密钥失效。

    另一个问题就是，潜艇使用可以穿透水流的低频无线电波接收信息，但以这种频率，每秒钟仅能传输几个字符。若为了提高数据的传输速率，改用高频电波接收，潜艇必须浮出水面并进行风险检测。

    美国国防通信公司ITT的量子技术主管马尔科·兰扎格塔表示，如何能令潜艇在尽可能长的时间内不被探测到，专家们已经讨论了数周。他建议使用一种名为量子密钥分配（QKD）的技术来解决以上问题。这种技术利用光子的量子特性，用两种不同的非极化方式编码0和1，以生成和交换一个密钥。任何阻截光子的尝试都将扰乱光子的特性，并随之发出警报。通过在100米的水下建立一个安全链接，潜艇能够将激光光子传输至卫星，并转发到海军基地。随着密钥的改变，潜艇能够借助激光脉冲进行安全沟通。

    兰扎格塔的模拟表明，将有可能以每秒170兆字节的速度传送和接收数据，这一速度足够支持视频通信。他将于本月在美国国家标准与技术协会主办的密码学研讨会上细致阐述这一想法，并计划晚些时候在美国海军研究实验室（NRL）测试光子的量子态能否在其通过水流传播时仍较好地保持。

    但奥地利维也纳大学的鲁伯特·乌尔森却对这一设想表示了不同意见，他曾在2007年参与了一个科研项目，可在空中发送光子达144千米，创下了量子密钥分配的纪录。虽然从理论上讲量子加密信号能发送至卫星或从卫星发出，但乌尔森表示，所需的设备都未曾在空中和水下使用过，因此目前这一设想仍属幻影。