量子雷达尚处实验验证阶段

  XZKL1234 ·  2016-10-27 08:39  ·  13019 次点击
近日,中国电子科技集团公司研制出我国首部基于单光子检测的量子雷达系统,完成了真实大气环境下的目标探测试验,具备百公里级探测能力。消息一出,媒体惊呼其为“隐身飞机的克星”。那么,和其他先进雷达相比,这种雷达真的是全面领先吗?
对此,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表示:“理论上,量子雷达有全面领先经典雷达的潜力。我国科研人员所取得的研究成果进一步展示了量子雷达十分广阔的应用前景。但是,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,因此很多进展也只是‘阶段性’的,远未满足技术推广的程度和要求。因此,量子雷达还不能‘享受’雷达的‘待遇’,当然也就谈不上取代经典雷达。”
资料显示,量子雷达是一种利用量子物理现象,实现目标探测并感知目标状态和获取目标信息的探测装备。现阶段,它是除量子通信和量子计算外,人们在量子信息技术领域最为关注的三大应用之一。通过引入量子信息技术,量子雷达可在很大程度上解决传统雷达在抗干扰和成像分辨率等方面的技术瓶颈,大幅提升信息获取能力。
“量子雷达利用了量子纠缠的超关联特性,能较好突破经典雷达综合性能基本受制于工作波长的限制,拥有强抗干扰能力和高分辨率成像两大优势,有可能真正具备全天候、全天时成像的水平和要求。还有研究表明,它能更有效地探测雷达隐身目标,使其‘无处遁形’。所以,在理论上,量子雷达有可能全面领先经典雷达。”王群说。
他介绍,目前人们研究的量子雷达基本可分为两大类:一类是在发射端发射经典态的电磁波作为探测信号,而在接收端采用非经典态(量子态)信息处理技术的量子雷达;另一类是在发射端发射非经典态(量子态)的电磁波作为探测信号,在接收端也采用非经典态(量子态)信息处理技术的量子雷达。前者技术实现相对简单,能有效改善雷达的综合品质,已经在量子激光雷达中得到了一定的应用。后者技术实现要复杂得多,但能极大突破现有雷达性能的极限,受到更大关注,近些年国内外的研究大都集中于后者。
了解到,美国多年前就开展了利用量子纠缠等量子物理现象改进信息获取系统的研究,且在理论与实验方面都取得了较大成功。1995年,美国进行了最早的量子成像实验,有了初步成果。2008年,美国又提出了量子探测系统模型,证明了量子物理现象可用于目标的远程探测。2012年,美国研发出一种抗干扰能力超强的量子雷达,能对目标进行成像和探测,有效发现隐身飞机。此后,日本和德国等国家,都从相关方面实现了量子雷达,进一步证实了它优良的信息获取效能。
那么,在对抗隐身战机上,作为一种新概念雷达,量子雷达究竟有没有自己的一席之地?
王群认为,目前,天波超视距雷达、毫米波雷达、双多基地雷达和无源雷达等先进体制雷达以及米波雷达都可称为是“隐身飞机的克星”,因为他们都能通过不同的机理早期发现隐身飞机,而且各有优长,能联成一个雷达网络,通过“体系作战”更好地发挥各自的特点。而量子雷达,利用了物体接收到光子信号后都会改变自身量子特性的物理现象,理论上能更有效地发现隐身飞机,所以称它为“隐身飞机的克星”也绝非虚言。
不过,他也指出:“当下量子信息技术的有些理论尚未完全搞清或得到证实,人们感觉它还是很‘玄幻’,并且同量子通信类似,量子雷达远未达到实用阶段。”

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