“世界上第一个量子雷达系统”是谁?
当信号光子被反射回来时,信号光子和闲置光子之间的量子纠缠会丢失,但仍存在少量的相关性,以明确区分反射信号光子和背景噪声,从而产生一个特征或图案,描述目标物体的存在或不存在。
量子雷达受背景噪声的影响较小,并且功耗低,在探测远距离的目标时不会暴露自己。研究人员认为,该技术在超低功耗生物医学成像和安全扫描仪方面具有潜在的应用前景。
回过头来再说中国的量子雷达。早在2016年8月,中国电科宣布了首部基于单光子检测的量子雷达系统在14所研制成功,达到国际先进水平。
中国电科称“该量子雷达系统由中国电科14所智能感知技术重点实验室研制,在中国科技大学、中国电科27所和南京大学等协作单位的共同努力下,经过不懈的努力,完成了量子探测机理、目标散射特性研究以及量子探测原理的实验验证。”
研究人员在外场完成真实大气环境下目标探测试验,获得百公里级探测威力,探测灵敏度极大提高,指标均达到预期效果,取得阶段性重大研究进展与成果。
2018年11月举办的第12届珠海航展上,中国电科首次公开展示首部单光子检测量子雷达样机。据工作人员介绍,属于量子增强型激光雷达。
据“中外舰闻”分析,该雷达是一部基于单光子检测的,工作在近红外光谱的量子增强技术的激光雷达。属于第二类量子增强型雷达和第三类量子照射雷达之间的产品。基于光的波粒二相性,为了提高探测介质的粒子特性而使用近红外频段的激光雷达,同时在接收端使用了量子增强技术。但由于未使用量子纠缠的技术,所以尚未达到真正的第三种量子照射雷达的阶段。
实用性也有待商榷,100公里的探测能力不足以提供隐形飞机或导弹的防空需求,需要更大的探测范围才能达到最佳军事用途。
客观地说,今年5月由奥地利科学技术研究所提出的微波量子照射雷达系统,是一种更先进的量子雷达。不过,量子雷达总体上仍处在研究初期,还必须克服一些问题,目前没有一台具备实用性的量子雷达。
量子雷达的一个主要障碍是量子退相干问题,长时间暴露在外界环境中,量子系统就会失去其量子行为。这对现有的量子雷达系统施加了距离限制,因为距离越长,暴露在周围环境中的时间就越长。
国防科技大学国家安全与军事战略研究中心军事专家王群教授说:“量子雷达的研究总体上还非常初级,基本处在实验验证阶段,远未满足技术推广的程度和要求。”
比如,2007年以来,美国国防承包商洛克希德·马丁公司就一直试图建造自己的用于远程探测的量子雷达,但没有公开的部署报告。
近年来在一些媒体报道中,多次提到“世界上第一个量子雷达系统”的字眼。实际上,目前各国对量子雷达的研究几乎处在同一起跑线上,因此“世界第一”尚不具备现实意义。
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