量子雷达将成隐形战机“克星”。图为美国先进的F-22隐形战机。
美要用来探歼-20的雷达
中国整出来了
量子雷达技术是近年来在量子计量领域新兴的一个重要研究方向,主要是利用光量子不同于经典电磁波的物理特性实现对目标的准确测量。早在1966年就有人提出了在雷达系统中使用量子信号的可行性论证。20世纪八九十年代,随着量子纠缠现象的研究深入,量子密钥分发研究取得了显著的进展,量子雷达研究也开始升温。
2012年,在美国高级研究计划局的资助下,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。
量子雷达把量子信息技术引入了经典的雷达探测领域,可以解决传统雷达在探测、跟踪和成像方面的技术瓶颈,提高雷达的抗干扰能力,成为对付隐身目标的终极大杀器。那时,歼-20刚横空出世不久,于是量子雷达这一前沿技术就成了美国媒体眼中歼-20、T-50等刚面世隐形飞机的“克星”。
今年,就在中国墨子号量子卫星成功发射后不久,也传来了中国电科14所在量子雷达领域取得突破的捷报,达到国际先进水平。
突破属厚积薄发
有百公里级探测威力
面对这个雷达技术领域跨越式发展的宝贵机遇,中国也开展了量子雷达技术的相关研究。
据专家披露,中国的相关研究已做了很多年,之前做的量子成像方面的工作,确实有突破云雾等特点,但成像过程还是比较复杂的,流程也较漫长,实用性还有待发展,而且很难说叫量子成像。可以说,本次实现的技术突破是多年技术积累的结果,并非为了追赶近期“墨子”号掀起的量子热。
此次中国电科14所研制成功的中国首部基于单光子检测的量子雷达系统,由其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,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。
水平属国际先进
实用化尚需时日
隐身战机的探测,一直是现代雷达的难点。一定程度上,在隐身战机面前,常规雷达预警系统已经和筛子差不多了。以量子态作为接收对象的量子雷达,可解决传统雷达平台探测隐身目标和电子战下的生存等诸多瓶颈,是现代隐身和电子对抗技术当之无愧的克星。
中国电科14所本次技术突破就属于量子探测领域,是业界比较看好的技术。美、日、意、德等国对此也都有研究,且技术发展较快。目前,中国在该领域仅处于技术先进水平,还不是领先状态,需继续努力。
同时,量子雷达是一个新兴的研究领域,其理论和实验研究处于起步阶段。从应用的角度,现有的量子雷达距离实用化也许仍有一段距离,但有专家断言,量子雷达将会是“未来预警体系中的核心”。
据悉,目前中国电科14所智能感知技术重点实验室在量子雷达研究方向上已建立了基本的研究环境,具备了量子雷达系统设计、系统研制以及实验验证的初步能力,为后续进一步开展微波量子雷达奠定了重要的理论和实验基础。
为什么下一步是微波量子雷达?如果能够使量子雷达工作于传统雷达频段(3MHz-300GHz),尤其是微波频段,那么量子雷达将具有全天候、全天时的工作能力,那么量子雷达将朝着实用化迈进一大步。未来量子雷达实用化后,隐身飞机和电子干扰机都要为饭碗发愁了。
据中国电科14所微信号、观察者网、腾讯等
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