中国量子雷达：隐身战机将无所遁形

2016-11-09 孚天科技 信息与电子前沿

本文转载自微信公众号：孚天科技

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，美国罗切斯特大学光学研究所研究团队成功研发出一种抗干扰的量子雷达，科技人员研究发现量子接收系统的噪声基底极低。

2012年，在美国美国国防部高级研究计划局单光量子信息项目的资助下，美国罗切斯特大学光学研究所研究团队成功研发出一种抗干扰的量子雷达，利用偏振光子的量子特性来对目标进行探测和成像。该研究团队宣称，由于任何物体在收到光子信号之后都会改变其量子特性，可轻易探测到隐身飞机，而且几乎不可被干扰。

而就在中国墨子号量子卫星成功发射后不久，也传来了中国电子科技集团第14研究所在量子雷达领域取得突破的捷报，达到国际先进水平。

该系统由中电14所智能感知技术重点实验室研制，在中国科学技术大学、中国电科27所以及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，并且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。

科技人员研究发现量子接收系统的噪声基底极低，相比传统雷达的接收机，噪声基底能够降低若干个数量级。雷达作用距离可以大幅提升数倍甚至数十倍。从而大大提升雷达对于微弱目标，甚至隐身目标的探测能力。

外媒称，中国国防企业宣布研制出能轻松发现隐形飞机的量子雷达。这种应用量子纠缠原理的雷达与传统雷达大不相同。值得一提的是，这种未来雷达已于上个月顺利通过测试。

据俄罗斯《晨报》10月6日报道称，中国国家航天局此前宣布将第一枚量子卫星送入轨道，它使用纠缠光子来编译信号。

中国最新研究成果的工作原理是光子纠缠：两组光子无论相隔多远都彼此保持联系。这样一来，一组光子向目标方向形成光束，便可同时研究另一组光子（对照组）的特性。这个安全成像系统的结构如图所示。HeNe激光器发出一个极化单光子脉冲，经目标反射后，通过干扰滤波器（IF）进入电子增强CCD相机（EMCCD），其中的半波平板（HWP）和极化波束分解器（PBS）用于适当的极化基测量，EMCCD作为单光子检测器可以得到四个极化测量的图像。

根据对照组的特性可以得知发出的光子是否受到影响。比如，如果发出的光子束遇到阻碍，就会产生脉冲，被对照组吸收，进而导致对照组光子特性（速度、偏振等）的变化。光子相互作用原理不仅让“看到”隐形战机或潜艇成为可能，还能帮助雷达避免干扰，哪怕其他目标试图通过发送假信号来欺骗雷达。

与中国一样，美国人也能将量子物理学的研究成果应用在军事领域。前不久，潜艇使用的量子定位仪在美国获得专利，它能确定被探测目标的距离和外形。这种仪器对隐藏在北极冰层下的潜艇尤为有用。因为冰阻碍了潜艇和卫星之间的稳定通信，而且北极附近的磁极会使潜艇的导航设备产生误差。此前，潜艇的安全主要寄希望于容易暴露潜艇位置的声呐，而现在的光子定位仪则不会被敌人的侦察工具发现。

如今，飞机和潜艇的隐形能力是非常重要的性能，在战斗中带来显著优势。谁先看到谁就赢的规律仍然存在。但随着量子雷达的出现，隐形能力将不复存在。这意味着，战斗的规模和性质将发生变化。