在频率宽广的电磁频谱中，有频率高达30~300GHz、波长在1毫米~1厘米的极高频电磁波；也有频率低达3~30Hz、波长在100000~10000千米的极低频电磁波。实验证明，电磁波在水中衰减非常明显，频率越高的电磁波在水中衰减越是明显，因此在陆地上普遍使用的电磁波通信系统在水下是无法实现的，而且由于海水的高盐度和复杂的温度、洋流分布特性，其电导率和介电常数与空气的电导率和介电常数均有很大的差别，水的电导率越高，电磁波的衰减越大，因此电磁波在水中（尤其是海水中）的传播特性与在空气中的传播特性有极大的差异。由于上述这些特点，电磁波在海水中的传播距离有限。一般来说，低频（LF）长波可穿透水的深度是几米，甚低频（VLF）甚长波穿透水深是10~20米（具体深度和电磁波源的发射功率、距离远近和海水的盐度、温度等水文因素密切相关），极低频（ELF）极长波穿透水深是100~200米（具体深度和电磁波源的发射功率、距离远近和海水的盐度、温度等水文因素密切相关）。北京美尔斯通科技发展股份有限公司研制的的超导弱磁探测传感器系统，称为矢量场磁梯度全张量磁测量系统，技术被称为磁梯度全张量测量技术。
与目前成熟的通信技术相比，量子通信优越性明显，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，不仅在**等领域具有重要的作用，而且会极大地促进国民经济的发展，被认为是未来通信技术的发展方向。量子通信的天然安全性满足水下通信的基本要求。相较于甚低频、特低频以及水声通信，量子通信传输机制不受海洋时间、频率弥散严重的非平稳传输链路特性影响，也不受限于海流、内波、海洋生物等干扰噪声综合影响，且传输速率远远高于甚低频、特低频以及水声通信手段。目前，中国团队已验证了基于海水的量子通信理论上可行。除了主要用于潜艇通信外，水下量子通信技术还可以用于海底光缆通信、联合作战的空海一体通信以及蛙人特战通信和水下救援、水下作业通信等方面。虽然目前只是朝水下量子通信迈出了第一步，离实用化的水下、空海一体量子通信网络还有一段距离，但可以肯定，一旦水下量子通信实现工程化，通信距离和安全性都能获得质的提升，无疑将极大地强化对潜艇的指挥控制，并颠覆未来的海战模式。不过，目前的磁梯度全张量测量传感器技术是理想的技术。
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