量子雷達(dá)的原理是什么?量子雷達(dá)的研究趨勢(shì)解析
量子雷達(dá)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、可識(shí)別和分辨隱身平臺(tái)及武器系統(tǒng)等突出特點(diǎn),可以說,量子雷達(dá)可以輕松識(shí)別隱身設(shè)備。為增進(jìn)大家對(duì)量子雷達(dá)的認(rèn)識(shí),本文將對(duì)量子雷達(dá)以及量子雷達(dá)的研究趨勢(shì)予以介紹。如果你對(duì)量子雷達(dá)具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、量子雷達(dá)
?量子雷達(dá)?是一種基于量子力學(xué)原理的新型雷達(dá)技術(shù),主要依靠收發(fā)量子信號(hào)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)。它利用了量子糾纏、量子照明等量子特性,能夠在高背景噪聲環(huán)境下有效識(shí)別目標(biāo),具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、識(shí)別和分辨隱身平臺(tái)及武器系統(tǒng)的能力。
量子雷達(dá)的核心原理包括量子糾纏和量子照明。量子糾纏是指當(dāng)一組粒子生成、相互作用或共享空間接近度時(shí),每個(gè)粒子的量子態(tài)無法獨(dú)立于其他粒子的狀態(tài)來描述。量子雷達(dá)通過使用輸入量子相關(guān)性(特別是量子糾纏)與接收器處合適的干涉量子檢測(cè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)?。
技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景:
1、?高安全性?:由于量子雷達(dá)利用光子的量子特性進(jìn)行目標(biāo)探測(cè),任何試圖干擾光子信號(hào)的行為都會(huì)改變光子的量子特性,從而暴露竊聽者的位置,提高了系統(tǒng)的安全性?。
2、?抗干擾能力?:量子雷達(dá)能夠過濾掉環(huán)境噪聲和干擾信號(hào),即使在高背景噪聲環(huán)境下也能有效識(shí)別目標(biāo)。
3、?遠(yuǎn)距離探測(cè)?:量子雷達(dá)具有較遠(yuǎn)的探測(cè)距離,能夠識(shí)別和分辨隱身平臺(tái)及武器系統(tǒng)。
二、未來量子雷達(dá)的研究發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前量子雷達(dá)工作體制、目標(biāo)探測(cè)與成像等諸多機(jī)理性問題尚不明晰,相關(guān)理論、技術(shù)、系統(tǒng)的研究方興未艾,理論研究成果到實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用還存在很大距離。未來其研究發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下四點(diǎn)。
1、微觀量子態(tài)制備與檢測(cè)
量子雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)是量子雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心,其中,微觀量子態(tài)的制備與檢測(cè),特別是糾纏態(tài)的制備與檢測(cè),是發(fā)射與接收系統(tǒng)研究中的主要難題。
另外,雖然量子糾纏產(chǎn)生與檢測(cè)理論研究已相當(dāng)完善,在實(shí)驗(yàn)室中可以制備與檢測(cè)可見光附近頻段的糾纏光子態(tài)。然而,對(duì)于微波或其他頻段的量子態(tài),其產(chǎn)生與探測(cè)仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題,可以預(yù)見,結(jié)合超材料技術(shù)有望解決這一重要難題。
2、獲取量子系統(tǒng)信息
由量子雷達(dá)基本定義及其工作原理可知,探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生、雷達(dá)與目標(biāo)相互作用、目標(biāo)回波檢測(cè)等過程都應(yīng)當(dāng)視為對(duì)量子系統(tǒng)的操作,因此,量子信息處理原理和方式也將與傳統(tǒng)的信號(hào)處理手段有著很大的區(qū)別。
與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理理論相對(duì)應(yīng),需要研究量子系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與檢測(cè)理論,為量子雷達(dá)目標(biāo)信息獲取提供重要的理論支撐。
3、研究量子雷達(dá)目標(biāo)特性
雷達(dá)目標(biāo)特性是雷達(dá)探測(cè)獲取目標(biāo)信息的基礎(chǔ),同時(shí)對(duì)雷達(dá)設(shè)計(jì)具有很大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)價(jià)值。
在量子雷達(dá)相關(guān)技術(shù)中,量子雷達(dá)信號(hào)與目標(biāo)相互作用機(jī)理,不同目標(biāo)對(duì)信號(hào)光子狀態(tài)的“調(diào)制”作用以及傳播信道對(duì)量子態(tài)的改變作用等問題是目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別的理論基礎(chǔ)。因此,量子雷達(dá)目標(biāo)散射特性研究是量子雷達(dá)相關(guān)技術(shù)研究探索過程中必不可少的重要內(nèi)容。
4、微觀量子操控與宏觀應(yīng)用的“接口”
量子雷達(dá)基于對(duì)電磁場(chǎng)的量子態(tài)操作和控制實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、測(cè)量和成像,然而微觀量子信息是很難被人們直接“感知”的。為了實(shí)現(xiàn)量子雷達(dá)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,需要研究微觀量子信息與宏觀物理量之間的對(duì)應(yīng)以及如何將宏觀問題轉(zhuǎn)化為量子微觀問題來解決,即微觀量子操控與宏觀探測(cè)應(yīng)用的“接口”是量子雷達(dá) 技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用需要解決的一個(gè)重要問題。
上述幾個(gè)方面都具有重要的研究?jī)r(jià)值,如有突破將對(duì)量子雷達(dá)發(fā)展產(chǎn)生重要的推動(dòng)作用。
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