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量子雷达诞生,低耗能隐形探测热目标

2019-8-29 环球解密

至今为止与量子相关的技术,包括量子计算机、加密、瞬息移动等,使用的都是可见光或接近可见光的光子。

传统雷达屏幕示意图。

奥地利科学技术研究所(Institute of Science and Technology Austria)一份新研究利用纠缠微波造出了世界上第一个量子雷达系统。这种设备只需几个光子就能探测一定距离以外的物体,其它仪器几乎无法检测到它发出的微弱辐射,因此这将是隐形雷达理想的技术之一。

研究者用超导设备生成几对纠缠微波光子,向潜在目标发射光子对中的一个光子作为探测信号,另一个光子存在设备内待命。从目标反射回来的信号与待命光子相互作用的结果,可推测出目标所在的距离。

研究者表示,这种系统的工作原理和普通雷达差不多,但其显着优势在于它只需低能探测信号,同时反射信号不易受干扰。

温度较高的物体自身也会发出微波,室温环境对于普通雷达来说,就相当于处在1000个微波光子的背景环境中,这将淹没反射信号。因此普通雷达都使用高能发射器。

纠缠光子能解决这个问题,信号光子和待命光子之间强大的相关性使它们轻易排除其它光子的干扰,测到反射回来的信号光子。

“我们用约瑟夫森参数转换器(Josephson parametric converter,即上文提到的超导设备)在毫开尔文温度下生成纠缠场,探测距离1米开外的室温物体,证明这一雷达的可行性。”主要研究者沙伯.巴赞耶(Shabir Barzanjeh)说。

他们说,与其它雷达相比量子雷达在短距离、人口密集、封闭环境下更有优势。

此外,在生物学非接触性扫描如人体内部组织成像,或不破坏蛋白质的旋转光谱成像方面也有潜在用途。

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