量子雷達(dá)的原理是什么?量子雷達(dá)的研究趨勢解析
量子雷達(dá)具有探測距離遠(yuǎn)、可識別和分辨隱身平臺及武器系統(tǒng)等突出特點,可以說,量子雷達(dá)可以輕松識別隱身設(shè)備。為增進(jìn)大家對量子雷達(dá)的認(rèn)識,本文將對量子雷達(dá)以及量子雷達(dá)的研究趨勢予以介紹。如果你對量子雷達(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)量子信號來實現(xiàn)目標(biāo)探測。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)境下有效識別目標(biāo),具有探測距離遠(yuǎn)、識別和分辨隱身平臺及武器系統(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,每個粒子的量子態(tài)無法獨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相結(jié)合,實現(xiàn)對目標(biāo)的探測?。
技術(shù)特點和應(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,任何試圖干擾光子信號的行為都會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,即使在高背景噪聲環(huán)境下也能有效識別目標(biāo)。
3、?遠(yuǎn)距離探測?:量子雷達(dá)具有較遠(yuǎn)的探測距離,能夠識別和分辨隱身平臺及武器系統(tǒng)。
二、未來量子雷達(dá)的研究發(fā)展趨勢
當(dāng)前量子雷達(dá)工作體制、目標(biāo)探測與成像等諸多機(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,理論研究成果到實際系統(tǒng)應(yīng)用還存在很大距離。未來其研究發(fā)展趨勢主要包括以下四點。
1、微觀量子態(tài)制備與檢測
量子雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收系統(tǒng)設(shè)計是量子雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計的核心,其中,微觀量子態(tài)的制備與檢測,特別是糾纏態(tài)的制備與檢測,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)生與檢測理論研究已相當(dāng)完善,在實驗室中可以制備與檢測可見光附近頻段的糾纏光子態(tài)。然而,對于微波或其他頻段的量子態(tài),其產(chǎn)生與探測仍然是一個具有挑戰(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,探測信號產(chǎn)生、雷達(dá)與目標(biāo)相互作用、目標(biāo)回波檢測等過程都應(yīng)當(dāng)視為對量子系統(tǒng)的操作,因此,量子信息處理原理和方式也將與傳統(tǒng)的信號處理手段有著很大的區(qū)別。
與經(jīng)典統(tǒng)計信號處理理論相對應(yīng),需要研究量子系統(tǒng)狀態(tài)估計與檢測理論,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)探測獲取目標(biāo)信息的基礎(chǔ),同時對雷達(dá)設(shè)計具有很大的現(xiàn)實指導(dǎo)價值。
在量子雷達(dá)相關(guān)技術(shù)中,量子雷達(dá)信號與目標(biāo)相互作用機(jī)理,不同目標(biāo)對信號光子狀態(tài)的“調(diào)制”作用以及傳播信道對量子態(tài)的改變作用等問題是目標(biāo)探測與識別的理論基礎(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)基于對電磁場的量子態(tài)操作和控制實現(xiàn)對目標(biāo)的探測、測量和成像,然而微觀量子信息是很難被人們直接“感知”的。為了實現(xiàn)量子雷達(dá)技術(shù)的實際應(yīng)用,需要研究微觀量子信息與宏觀物理量之間的對應(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)用需要解決的一個重要問題。
上述幾個方面都具有重要的研究價值,如有突破將對量子雷達(dá)發(fā)展產(chǎn)生重要的推動作用。
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