近日,加拿大滑铁卢大学的Jonathan Baugh教授带领团队宣布开始研究量子雷达,可发现普通雷达无法侦测到的隐形飞机,旨在替换现有的大气层防御雷达系统。

隐形飞机

隐形飞机由上个世纪60年代被美国发明,并且凭借1991年的海湾战争一战成名——美军的F-117击打了巴格达40%的攻击目标,并且1271次出击中无一次受损。到现在,包括美国的F-22和我国的歼-20战斗机均搭载隐形功能。

本质上,隐形飞机就是躲避各种高空雷达——通常情况下由雷达发射光子,一旦这些光子击中某些东西并反弹回来,就说明该位置有飞机,这就是目前常规雷达使用的微波信号。

而隐形飞机就是被设计成具有许多角度的外表,当这些光子打在飞机上的时候,并不会按照原路返回,而是向各个不同的地方反弹,由此躲避常规的雷达。

因此,隐形飞机的出现也让各个国家不断发展反隐形技术,尤其用电子技术和信息化技术来升级雷达,但是,目前还没有一种有效的无线电雷达能够准确探测隐形飞机。

量子雷达

而在这类传统雷达失效的时候,物理学家将量子技术应用在了雷达领域。因为量子力学中有一类叫做量子纠缠的现象,最早由爱因斯坦等人提出,简单来说就是两个及两个以上的粒子组成系统,并且互相影响,尽管这些粒子可能处于相对很远的位置。

也正是因为这样的现象,爱因斯坦将量子纠缠称之为“诡异的远距作用”(spooky action at a distance)。

量子雷达便是利用这样一对粒子,首先这些雷达会制造一对纠缠的光子,然后射出其中一个光子,保留另一个光子,然后检查两者是否存在纠缠信号,理论上就可以侦测外界的环境。

研发背景

目前该量子雷达由加拿大滑铁卢大学的Jonathan Baugh负责,他于2001年获得美国北卡罗来纳大学教堂山分校的物理学博士学位,此后进入滑铁卢大学从事量子信息处理技术、量子系统控制、纳米电子器件相关方面的研究,并获得过安大略省研究奖、Harry Deuberry物理奖等奖项。

此次的研究由加拿大公共服务部门提供270万美元的资助,目前研究人员正在实验室进行高精度器械的实验,旨在让雷达能够按需发射纠缠的光粒子,因此项目实际上还是处于非常早期的理论认证阶段。

如果研究成功将理论转化成实践,那么很可能革新加拿大和美国北边的边界雷达——这些雷达由于使用时间太久,北美航空防御司令部计划在2025年之前完成更换。

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