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1 # 小杰V奇牙-傑
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2 # 銀杏智庫
光量子通訊能不能發射到水下潛艇?
光量子水下通訊,當然能啦。(●—●)
首先,光子在空氣中傳播,還是在水中傳播,都是有損失的,因此並非發射一個光子。而水中的損失更多,因此具有更高難度。
但是和聲波一樣,找到一個頻率範圍之後,就會發現在某種介質中傳播的損失不同,有的頻率範圍損失特別少。聲波在水中的這種頻率範圍,就叫水聲通道,或者叫通道、視窗。
光子也一樣,在水中也有通道,一般藍綠光的損失就少,因此可以讓更多光子到達目的、傳播更遠。
因此,中國光量子糾纏通訊的研究,從一開始就選擇了綠光,與美國的紅外線不同。在青海湖時期就有過水下通訊實驗。
上圖是中國墨子號衛星發射下來的綠光,而紅光是地面發射瞄準的信標光。2017年,上海交大金賢敏課題組實現了世界首個海水量子通訊實驗。
綠光傳播到水下幾十米深還是很容易的,甚至幾百米也可以做到。未來幾年,隨著光量子衛星通訊的實用化,直接給潛艇傳輸光量子金鑰可以很快實現,同時配合綠鐳射脈衝訊號通訊,可以獲得大量資料的高速傳輸,實現火控諸元資料鏈、水下直接發射防空導彈的初始資料輸入。遠勝於長波臺。
轉另一外報道:2016年,中國科學家首次成功實現水下80米某深大型目標對空中2189米高度的直升機進行藍綠鐳射通訊。併成功突破高重複頻率藍綠全固態鐳射器技術、寬視場窄帶接收技術、高速訊號調製編碼和低誤位元速率訊號解調解碼技術等關鍵技術。大量海上試驗獲取了試驗資料。
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3 # 池昭新一城市新模式
首先,人類裝置技術(包括衛星技術)不具備製作與傳送單光子之能力,其次,即使從衛星上發射了單光子,其成功克服大氣與海水對光子的吸收、散射、折射與反射,順利到達潛艇的可能性幾乎為零!
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4 # hawking4769
這個問題很有意思
這個專案的內涵為,採用單光子通訊的主要利用了單光子探測的以下優點:
1靈敏度高的,所以可以有較深的通訊距離。
2可以利用統計的方法進行探測,對環境要求低。
3對鐳射器功率要求低,便於長時間通訊,尤其是星載裝置。
4基本無法攔截。
這裡所有的優點都是相對傳統的鐳射通訊來說明。
從天上到地面鐳射透過率很高,雖然有各種干擾,但能量損失並不大,可以參看大氣光譜透過率,網上有。
目前國外星載的鐳射可以探測幾十米水深下目標,通訊當然很簡單。這些系統成熟可用,上網查查資料就行。
藍綠光的單光子的透過率也很高,因此這個技術沒有任何問題,成熟可用。
潘院士使用了糾纏態和隱態傳輸,按照申請專案的套路,估計上海應該使用了角動量糾纏和空間編碼。但在技術方面應該沒有很高門檻。因為單光子探測採用了統計特性,因此退相干不可怕,只要有一定統計機率就行。
技術的難點是對準的問題,這個需要一些特定的技術要求。同時沒有兩地分發,對時標要求較低。總體看,技術難度比陸地要簡單,因為水下會過濾掉大部分噪聲,同時光譜選擇較少,會降低光學設計的難度。
從實用角度看,恐怕很難當實時系統使用,離實際應用還有距離。
不過還是很厲害,祝賀他們。
回覆列表
感謝邀請,張教授和潘教授兩個人的說法角度不同,鐳射武器受制於霧霾阻礙光線傳播,自身功率又不足導致的鐳射武器效能過低。而單個光子從衛星到水下是單個光子糾纏的量子概念。一個是熱能動能,另一個是涉及到空間量子理論的光子傳播概念。單光子從衛星發射到水下潛艇裡是目前世界領先技術,量子通訊技術,這個在上海某所已經在實驗室驗證成功了,目前正在進行真實環境下的測試階段吧。