量子雷達系統

量子雷達系統是中國科學技術大學參與開發的研究項目。2016年，中國電子科技集團公司宣布，中國量子雷達技術的有效探測距離達到100公里，是境外量子雷達原型探測距離的5倍。2016年12月，中國試驗全球首個量子雷達。

基本介紹

• 中文名：量子雷達系統
• 研製：中國電子科技集團公司
• 探測距離：100公里
• 屬性：雷達系統

基本原理

量子雷達系統產生成對的、處於糾纏狀態的光粒子，即光子。光子對中的一個光子被發射出去，另一個則留在雷達站。鎖定目標位置後，一些光子就會反射回來，通過與雷達站內保留的糾纏光子進行匹配，就能確認是光子的“身份”。通過測量反射的光子，研究人員可以計算出目標的物理屬性，比如大小、形狀、速度和攻擊角度等。

研究進展

該技術源於量子物理學中的一個悖論。在亞原子世界中，測量意味著破壞。對亞原子顆粒進行測量會不可避免地破壞它的初始量子態。

上世紀80年代，科學家終於找到解決辦法。採用弱測量方法不會造成量子態的坍縮。雖然每一次弱測量只能取得少量的信息，但是對同一些粒子進行反覆測量，就能夠得到關於屬性的穩健統計量，即正確的猜測值。但是，早期的弱測量方案效率很低。只能測量探測距離內很少比例的光子，其餘的光子都被廢棄了。

之後，科學家研究出一種名為能量循環測量的新方法，將光子放在一種特製的裝置中進行循環，從而減少廢棄的光子數量。中國科學技術大學的研究團隊進行了雷射束偏折測量試驗，證明這種方法可以突破散粒噪聲極限。不僅探測到信號強度不到散粒噪聲極限一半的信號，並且將精確度提高到了1.5倍。

關鍵技術

量子雷達有一個主要難題是反射的光子數量較少，並且與目標的距離越大，反射的光子數量越小。理論上的極限距離稱作散粒噪聲極限，如果超過這個距離，即便在最優質的觀測條件下也無法探測到目標。

技術試驗

2016年12月，中國試驗全球首個量子雷達。