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国产量子雷达已达百公里探测级 可准确探知隐身目标
送交者: 三把刀 2019年09月08日23:11:41 于 [军事天地] 发送悄悄话

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  宣传片中首次提到中电科单光子检测量子雷达。

  据9月最近发布的新闻宣传资料报道,中国电子科技集团有限公司(简称中国电科)首部基于单光子检测的量子雷达系统在南京电子技术研究所取得重大进展,并在国内外首次实现了对100公里的远程目标高灵敏探测,其相关性能达到国际领先水平。那么该量子雷达是一种什么样的新型雷达,值得国内外媒体及有关部门频频关注?近日,南京电子技术研究所发布的量子雷达研究团队相关负责人的公开宣传资料首次揭开了该雷达的神秘面纱。据宣传资料透露,量子雷达研究团队研究负责人之一毕业于清华大学物理系,早期曾从事大型强子对撞机、希格斯玻色子和高能物理等物理学前沿课题研究,其深厚和良好的当代物理学家知识为其研究量子雷达打下了良好的理论基础。

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  早在大学期间,他就决定为为我国的国防效力,做祖国最坚实的“屏障”!进入南京电子技术研究所新概念雷达研究团队后,凭借其优秀才华迅速掌握了大量的雷达专业知识,并在如智能天气、微波光子、量子雷达等多个雷达探测前沿领域方向开展研究。从宣传资料中可以得知,该单光子量子雷达涉及到量子光学、超导电子学、原子分子物理等新型前沿学科,还必须解决目标的量子散射特性、量子远程探测、量子层析、量子放大、量子纠缠等一系列技术难题。

003.jpg  该文章还首次披露,国产单光子量子雷达探测工作在近红外波段,原理样机的验收只能在夜间进行,在外界天气情况良好时其最大检测距离甚至突破了数百公里,远远超过了原先百公里量级的验收指标。在青海湖完成了远程探测外场验收试验后,该研制团队又经过持续一年的不断改进,采用多种抑制技术,使得该量子雷达还能够在白天工作,且能跟踪慢速运动目标,并最终在青岛完成了日间海面环境下的远距离探测试验。

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  独立军事观察家根据国内外相关公开资料分析推测,该单光子量子雷达实际上是属于一种近红外波段(人眼无法看见)激光探测预警雷达,其工作方式与传统的雷达类似,在发射端通过发射机向目标发射单个光子,单个光子被目标反射,反射回来的光子通过激光雷达接收机来接收探测。由于载荷源限制,其发射的激光脉冲只包含较少数量的相互纠缠的单个光子。单光子量子雷达的优势是使用单光子照射目标时,靠近目标的某些镜面反射区域的雷达截面积比传统雷达所探测到的要大许多。相关理论和试验已多次证明,量子雷达具有极高的高分辨率,和优良的隐身目标探测能力,该雷达的出现和服役有可能打破国际间的军事平衡,因此各国都投入巨大的人力、物力加以研究。

  目前采用激光量子增强雷达而不采用微波量子雷达的主要原因是:光子损耗、大气效应等对非经典量子态的影响非常大,进而严重影响到微波量子雷达远程探测的性能。随着量子激光通信在大气中传播已突破数百公里,甚至地面可和卫星进行上千公里的自由空间量子加密激光通讯,人们普遍认为,相互纠缠的光子在自由空间激光中损耗最小,因此,当前量子雷达的研究逐渐转向接收端量子增强激光雷达上来。目前单光子量子雷达研究最大的难点是不能很好的全天候工作,激光量子增强雷达的传输载体是单个纠缠光子,能量是非常微弱的,而太阳光也含有大量的光子,每次探测能进入到探测器内部的大概有10的18次方个太阳光光子。

  要从如此庞大的太阳光光子中捕捉到其中想要的那些极少数纠缠光子,技术难度可想而知。值得庆幸的是,在我国科研人员的努力下,我国研制的激光量子增强雷达已克服了这一难关,使之能够在白天也能良好的工作。随着我国量子纠缠光子对产生载荷源技术的不断突破,其每秒产生的纠缠光子对将越来越多,该激光量子增强雷达探测隐身目标的距离也将越来越远。当我国第一颗实用化的量子通信卫星成功上天之时,也意味着激光量子增强雷达在我国军队的正式服役那一天的到来。


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