我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”將于8月16日凌晨在酒泉發(fā)射中心發(fā)射。在媒體的宣傳之下，量子通信這種“高大上”的技術(shù)成為近期的熱門話題，其軍事應(yīng)用前景也被廣泛討論。那么，量子通信對(duì)軍事領(lǐng)域有何意義？量子通信真的有那么神嗎？

量子通信的軍事價(jià)值

在媒體關(guān)于量子通信科普的“狂轟濫炸”之下，大家已經(jīng)對(duì)量子通信有了一定的認(rèn)識(shí)，即使不理解量子通信科普中提到量子糾纏、量子態(tài)隱形傳輸?shù)绕綍r(shí)難得一見的詞匯，但也應(yīng)該記住了量子通信的“最大的本領(lǐng)”之一——保密。

量子是最小的、不可分割的能量單位。與經(jīng)典世界不同具有測(cè)不準(zhǔn)、不可克隆等性質(zhì)，這些特性構(gòu)成了量子通信安全性的基石，其安全性是在數(shù)學(xué)上已經(jīng)獲得嚴(yán)格證明的安全性，這是經(jīng)典通信迄今為止做不到的。

此外，量子態(tài)的可疊加性和非定域性，讓量子通信又具備了存貯容量大和傳輸距離遠(yuǎn)的特性。極具吸引力的特性讓量子通信成為各國(guó)爭(zhēng)先恐后的研究對(duì)象，中國(guó)在量子通信技術(shù)領(lǐng)域在理論和實(shí)驗(yàn)方面均走在世界前列，有些方面甚至處于世界領(lǐng)先地位，“墨子”的發(fā)射成功使中國(guó)成為世界上首個(gè)發(fā)射量子通信衛(wèi)星的國(guó)家。

軍事信息通信需要高效率、大容量傳輸和隱蔽性等特點(diǎn)，而量子通信技術(shù)正好能滿足軍事信息通信的要求。因此，量子通信理論一經(jīng)提出，就被認(rèn)為是一項(xiàng)在軍事領(lǐng)域有極大應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。

量子通信被認(rèn)為是面向未來的全新通信技術(shù)，在安全性和高效性上具有經(jīng)典通信無法比擬的優(yōu)勢(shì)，它對(duì)未來軍事通信發(fā)展的影響不可估量。從目前量子通信技術(shù)的發(fā)展來看，其在軍事信息系統(tǒng)、隱蔽通信和信息對(duì)抗等主要方面得到應(yīng)用。

軍事信息系統(tǒng)需要高速率、大容量傳輸及處理的能力，量子通信的超大信息容量和超高通信速率正好能滿足軍事系統(tǒng)的特殊需求。在隱蔽通信方面，通信隱身的關(guān)鍵是降低電磁輻射，而經(jīng)典通信都需要通過電磁波來傳輸信號(hào)，特別是遠(yuǎn)程無線電通信需要輻射很強(qiáng)的電磁波，即便是激光通信也要輻射很強(qiáng)的光波，這就破壞了通信隱身的條件。由于量子通信既無電磁波輻射，又無光波輻射，使通信真正實(shí)現(xiàn)了隱蔽。

量子通信用于信息對(duì)抗主要體現(xiàn)在量子密碼竊聽具備可知性的特性，量子通信技術(shù)從根本上解決了秘鑰的安全性問題，任何對(duì)量子信道進(jìn)行監(jiān)測(cè)的努力都會(huì)被某種監(jiān)測(cè)方式干擾在信道中傳輸?shù)男畔ⅲl(fā)送方和接收方均能發(fā)現(xiàn)竊聽者的存在。

在新興的量子通信領(lǐng)域，空間量子通信已經(jīng)成為發(fā)展的熱門。空間量子通信將一部分設(shè)施安裝在衛(wèi)星上，好處是有利于光子的長(zhǎng)距離傳輸，再與地球范圍內(nèi)的量子通信鏈路相結(jié)合，建立一個(gè)覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)。此次我國(guó)發(fā)射的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星就是為了實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證空間量子通信的相關(guān)技術(shù)，為未來空間量子通信實(shí)用化進(jìn)行探索。

量子通信衛(wèi)星出現(xiàn)后的空間通信

想象力永遠(yuǎn)是人類改善生活的希望。1945年10月，英國(guó)空軍雷達(dá)軍官阿瑟·克拉克提出了著名的基于3顆地球同步軌道的全球衛(wèi)星通信覆蓋設(shè)想。人類在1957年叩開太空的大門之后，逐漸實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用通信衛(wèi)星進(jìn)行跨洋通信的夢(mèng)想。隨著信息全球化的推進(jìn)，衛(wèi)星通信發(fā)揮著越來越重要的不可替代的作用。

一個(gè)國(guó)家的通信衛(wèi)星的技術(shù)水平是反映該國(guó)綜合科技和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志之一。美國(guó)、歐洲等國(guó)家都非常重視通信衛(wèi)星的發(fā)展和部署，據(jù)悉，當(dāng)前，在美國(guó)在軌440余顆衛(wèi)星中，通信衛(wèi)星有308顆（其中靜止軌道通信衛(wèi)星192顆）；在歐洲130余顆在軌衛(wèi)星中，通信衛(wèi)星有88顆，通信衛(wèi)星的作用和地位可見一斑。

目前，軍事通信衛(wèi)星使用的頻段主要有UHF頻段、X頻段、Ka頻段和EHF頻段。其中UHF和X頻段的使用最早、也最為廣泛，分別滿足戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)通信和戰(zhàn)略寬帶通信的需求。20世紀(jì)90年代開始，EHF頻段和Ka頻段開始得到應(yīng)用，前者主要解決高保密安全通信，后者則是面向?qū)拵?yīng)用。如果僅從頻段的角度來看，應(yīng)用UHF頻段的衛(wèi)星占比約50%，應(yīng)用X頻段的衛(wèi)星占比約50%，應(yīng)用EHF頻段的衛(wèi)星占比約25%，應(yīng)用Ka頻段的衛(wèi)星占比約為40%。

從通信安全的角度來看，軍事通信衛(wèi)星系統(tǒng)一般可以分為三個(gè)層次：第一層是核心層，即具備抗干擾與抗核加固能力，承擔(dān)重要的戰(zhàn)略通信任務(wù)，一般采用EHF和X頻段；第二層是軍事專用層，不具備較強(qiáng)的抗干擾能力，但專為軍事需求設(shè)計(jì)，一般采用UHF、X和軍用Ka頻段；第三層是民用專用層，主要針對(duì)民商用途設(shè)計(jì)，一般采用L、C、Ku和民用Ka頻段。而目前大部分Ka頻段應(yīng)用也主要是在第二層，軍事專用層。

我國(guó)從1984年成功發(fā)射第一顆地球靜止軌道試驗(yàn)通信衛(wèi)星——東方紅二號(hào)開始，陸續(xù)發(fā)射了20多顆通信衛(wèi)星。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，中國(guó)擁有多顆軍用通信衛(wèi)星，對(duì)外稱呼統(tǒng)一采用中星-XX，與國(guó)外大多數(shù)采用經(jīng)典通信方式的軍用通信衛(wèi)星一樣，其在干擾能力上都有欠缺。與微波通信技術(shù)相比，空間量子通信具有很大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，它的發(fā)展為未來空間通信提供了新的手段。

經(jīng)過5年多的研制，我國(guó)首顆量子通信科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星終于將要發(fā)射，該衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為兩年，結(jié)合預(yù)計(jì)今年建成的地面“京滬干線”千公里級(jí)廣域量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)，我國(guó)將有望初步構(gòu)建空地一體廣域量子通信體系，這是建設(shè)全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的第一步。

空間量子通信的軍事意義不言而喻，但目前離實(shí)用化還有一段路要走。此外，量子通信也不是像一些媒體說的那樣絕對(duì)安全。量子通信從量子力學(xué)的原理上來說是絕對(duì)安全的，但是實(shí)際上量子態(tài)可以被近似地克隆。比如在信道中將部分量子態(tài)截獲下來，這就是量子克隆機(jī)對(duì)量子密鑰分發(fā)的攻擊。這也是武器矛盾發(fā)展的體現(xiàn)，量子通信可能會(huì)成為軍事領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)，與它相關(guān)的對(duì)抗技術(shù)也會(huì)成為各軍事大國(guó)研究的熱點(diǎn)。