量子雷达制造技术(量子雷达功率小、重量轻，集反隐身与隐身于一体，多国有突破)

#天南地北大拜年#

对量子的认识，很多人的印象往往是难以理解，之所以如此，是因为量子纠缠只发生在量子系统中。无法用经典的力学去理解。因此要理解量子力学，就得暂时将经典力学的概念放下。在量子纠缠中有一个重要的现象，那就是一粒量子的存在必定会有一颗同样状态的另一粒量子存在，也就是说，观察一粒量子的运动只需要观察另一颗量子即可，这就是量子成像。目前我们所认识的量子只有光子，因此量子成像是量子光学的一个重要分支，也是量子雷达的理论基础。

量子雷达系统产生成对的、处于纠缠状态的光粒子，即光子。光子对中的一个光子被发射出去，另一个则留在雷达站。锁定目标位置后，一些光子就会反射回来，通过与雷达站内保留的纠缠光子进行匹配，就能确认是光子的“身份”。通过测量反射的光子，研究人员可以计算出目标的物理属性，比如大小、形状、速度和攻击角度等。

相对于经典雷达，无论是老式多普勒机械扫描雷达，还是目前最先进的氮化镓有源相控阵雷达，量子雷达存在一些特点：一是不再以功率为王；二是抗干扰能力与反隐身能力获得质的提升，三是成像能力、信号处理复杂更强。

一、功率为王，传统雷达需要发射电磁波，功率越大，发射距离越远。因此，雷达的重要往往是越造越重，这对我地面雷达还好解决，但是对于战机来说，这就成了一个不得不有的负担。据报道，F22的包括雷达在内电子元器件重达4吨，而苏57的雷达更是超过了一吨。这么大的重量，不但增加了战斗机的重量，而且大功率也消耗了战机的能源。

量子信息技术中的信息载体为单个量子，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息。它忽略了传统雷达工作频段、杂波和动态范围等调制，只需要对单个量子进行产生、调制和接收、检测即可。因此在理论上不但可以降低雷达的功耗，而且在探测距离上可以大幅提升数倍甚至数十倍。

二、抗干扰能力，反隐身能力。传统雷达成像技术是通过记录辐射场的电磁波反射强度的分布获取目标的图像信息。目前的隐身手段主要是针对于现有的雷达体制设计的，就是通过对雷达发射的电磁波进行向不同的方向反射、并消耗、吸收剩余的电磁波，最新的隐身理念是能量隐身，就是通过氮化镓复合材料控制金属钒的温度、电磁等特性主动吸收并掩盖电磁信号、热信号。然而，这些隐身手段在量子雷达面前毫无用处。

不同于经典成像，量子成像则是通过的是控制或模拟辐射场的量子涨落来得到物体的图像。也就是说量子成像是利用光场的量子力学性质和其内禀并行特点，在量子水平上发展出新的光学成像和量子信息并行处理技术。所以量子雷达并没有传统雷达的工作频段，因此，现有的隐身手段对量子雷达无用也就可以理解了。

那么量子雷达是怎么实现反隐身的呢？一、由于它们发射的能量（光子）很少，对于那些依赖被接收信息的雷达来说是很难被探测到；二、由于任何物体在接收到光子信号之后都会改变其量子特性，进而让量子雷达能探测到隐形飞机，如果反过来，通过量子雷达改变自身的量子特性且可达到隐身的目的。

三、至于成像能力与信号处理能力，这些都依赖于后台的计算机的处理能力。传统雷达往往需要经过吸收、收集海量的电磁波进行比对分析。相较于量子成像原理复杂得多，因此，在同样的计算机处理能力下，量子雷达的成像能力、信息处理能力比传统雷达强也就好理解了。

那么，量子雷达这么厉害，怎样才能造出来呢？理论上讲，量子雷达可能会有以下三种形态：

一是量子雷达发射纠缠的量子态电磁波。“备份”光子保留在接收机中，如果目标将信号光子反射回来，那么通过对信号光子和“备份”光子的纠缠测量可以实现对目标的检测成像。

二是量子雷达发射非纠缠的量子态电磁波。通过技术手段转换成量子对，成像光子保留在量子存储器中，探测光子被量子雷达接收，根据探测光子和成像光子的纠缠关联可提高雷达的探测性能。

三是雷达发射经典态的电磁波。在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。

量子成像领域中的一个重要研究方向：经典热光场强度关联量子成像技术。量子成像方面的工作，并没有在单光子水平上，而是用光的高阶关联特性实现的成像，确实有突破云雾等的特点。

2008年美国麻省理工学院的Lloyd教授首次提出了量子远程探测系统模型—量子照射雷达。

2012年，美国罗切斯特大学光学研究所的研究团队成功研发出一种抗干扰的量子雷达。

2012年，东京大学的Nakamura和Yamamoto采用超导回路，取得了微波频段单光子态和压缩态产生与接收技术的新突破。

2013年，意大利的Lopaeva等首次用实验方法实现了量子照射雷达，该实验基于光子数关联，验证了Lloyd提出的量子照射雷达模型探测在高噪声及高损耗时依然有目标探测能力。

2015年，德国亚琛工业大学的ShabirBarzanjeh等对微波量子照明探测进行了深入研究。

2016年8月中国电科14所“智慧感知技术重点实验室”发布成功研制单光子检测量子雷达系统成品。即中国电科首部基于单光子检测的量子雷达系统在14所研制成功。

2016年12月，中国试验全球首个量子雷达。该量子雷达技术的有效探测距离达到100公里，是境外量子雷达原型探测距离的5倍。

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对于量子、量子雷达，我也不懂，只是将我所看到与收集到的信息或我所理解的方式写下来与大家共享，如有不到之处，欢迎指教。