量子雷达系统
中国科学技术大学参与开发的研究项目
量子雷达系统是中国科学技术大学参与开发的研究项目。2016年,中国电子科技集团公司宣布,中国量子雷达技术的有效探测距离达到100公里,是境外量子雷达原型探测距离的5倍。2016年12月,中国试验全球首个量子雷达。
基本原理
量子雷达系统产生成对的、处于纠缠状态的光粒子,即光子。光子对中的一个光子被发射出去,另一个则留在雷达站。锁定目标位置后,一些光子就会反射回来,通过与雷达站内保留的纠缠光子进行匹配,就能确认是光子的“身份”。通过测量反射的光子,研究人员可以计算出目标的物理属性,比如大小、形状、速度和攻击角度等。
研究进展
该技术源于量子物理学中的一个悖论。在亚原子世界中,测量意味着破坏。对亚原子颗粒进行测量会不可避免地破坏它的初始量子态。
上世纪80年代,科学家终于找到解决办法。采用弱测量方法不会造成量子态的坍缩。虽然每一次弱测量只能取得少量的信息,但是对同一些粒子进行反复测量,就能够得到关于属性的稳健统计量,即正确的猜测值。但是,早期的弱测量方案效率很低。只能测量探测距离内很少比例的光子,其余的光子都被废弃了。
之后,科学家研究出一种名为能量循环测量的新方法,将光子放在一种特制的装置中进行循环,从而减少废弃的光子数量。中国科学技术大学的研究团队进行了激光束偏折测量试验,证明这种方法可以突破散粒噪声极限。不仅探测到信号强度不到散粒噪声极限一半的信号,并且将精确度提高到了1.5倍。
关键技术
量子雷达有一个主要难题是反射的光子数量较少,并且与目标的距离越大,反射的光子数量越小。理论上的极限距离称作散粒噪声极限,如果超过这个距离,即便在最优质的观测条件下也无法探测到目标。
技术试验
2016年12月,中国试验全球首个量子雷达。
最新修订时间:2023-04-08 10:22
目录
概述
基本原理
研究进展
参考资料