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美科学家研发量子雷达可监测隐形战机

据报道,近日美国科学家正利用光子的量子特性研发了新型的量子雷达,后者能够产生一种抗干扰的雷达信号。传统雷达容易受一系列技术的干扰,从投放金属壳产生欺骗性反射到利用噪音干扰雷达频率等。较为先进成熟的雷达能够克服这些干扰,但最先进的雷达干扰器能够截获信号并发回虚假信息。
美国纽约罗切斯特大学的一支研究小组发现,光子的量子特性可战胜先进的隐形技术。这种新型雷达的概念建立在这样一个事实基础之上,也即测量光子的同时往往都会改变其量子特性,麻省理工学院的《技术评论》这样解释道。为了开发这种奇异的特性,罗切斯特大学科研小组人员建议利用偏振光子探测物体和进行成像。
如果隐形飞机试图截获这些光子并将其重新发射以伪装自己的方位,它将不可避免地改变光子的量子特性,从而暴露干扰行为。
发表在期刊《应用物理学快报》上的文章这样解释道:“为了干扰我们的成像系统,目标物体必须破坏成像光子的微妙量子态,由此产生的统计误差将暴露它的活动。”
这项技术的原理类似于密码学里的量子密钥分配,任何窃听者在窃听时都会改变密钥的量子特性,从而暴露他/她的存在。研究小组负责人、罗切斯特大学光学研究所的梅于尔·马利克对这个概念进行了测试,他让一个外形类似隐形轰炸机的目标物体反射光子并测量返回信号的偏振误码率。这一系统能够在不进行任何窃听情况下对敌方战机进行成像,当敌方战机截获信号,对其进行修改后返回鸟的图像时,量子雷达也能轻易识破这一诡计。
技术评论》的Physics arXiv博客中这样写道:“这是对首个抗干扰成像系统的一次令人印象深刻演示,这一切多亏了量子力学特性。然而,研究人员也承认他们的新雷达系统并非完美。正如博客中指出的那样,它面临着与困扰早期量子密码系统相同的局限性。”
量子雷达以包含好几种量子粒子的脉冲的形式发送光子,一个或者多个量子粒子容易被“吸走”和复制,调谐之后以与之前发射信号相同的状态返回。“先进的干扰器可以利用量子远距离传输技术传输加载了伪造的方位或时间信息的“质询光子”的偏振态。”目前,世界各地的很多实验室都已拥有能够进行这种先进干扰的设备。据称美国军方目前还尚未部署这种设备。

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