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中国将量子技术运用在雷达领域 美F22隐身战机或落伍

来源:首页 | 时间:2018-09-30

  近日,不少媒体报道量子技术被运用在雷达领域,将大大提升雷达探测隐身目标的能力,或许可以将隐身时代终结。小编这次就将将这个量子雷达是怎么一回事,它真得能终结隐身时代么?

  量子技术,大家对这个名字并不陌生,或许对其中原理和一些经典结论不甚了解,不过没关系,随便翻翻大学物理教科书,能有一些浅显的认知。顾名思义,量子雷达是指将量子理论拓展到雷达技术中发展的一种新体制雷达。传统雷达运用的是经典电磁波微波基础体系,即依靠发射和接收电磁波来实现对目标的探测感知。量子理论中的东西被搬进雷达体系中来,就成为了所谓的量子雷达。

  量子雷达可以大致分为三种形式。一是发射端利用量子态调制技术发射非经典信号,接收端采用经典方式接收;二是发射端采用经典方式发射,接收端对量子信号进行接收和处理;三是发射端和接收端均利用量子资源。由于电磁场具有波粒二象性,因此量子资源的利用既可以通过电磁场的波动性也可以通过其粒子性来实现。实际上,如果遵从最严格的定义,发射、接收和处理的均是量子信号的雷达,才能是真正意义上的量子雷达。即只有第三种形式才能被看成真正的量子雷达。目前而言,科学家在实验室里进行的操作多为前两种形式,第三种形式目前还很少见到,其难度可想而知。目前关于量子雷达的实验多为探索为主,离工程实用尚且距离很大,更别提要满足更为苛刻的军事使用上的要求了。

  相比于传统雷达根据发射和接收到的电磁波进行处理,量子探测通过对光子量子态的检测,实现超高灵敏度的探测。因此,量子探测相比传统的探测手段可以检测到更微弱的信号,理论上其作用距离可以提升数倍甚至数十倍。

  这其实是第一个优势的福利,由于量子探测具有极高的灵敏度,因此相比传统的探测手段,在保持相同威力范围的前提下,量子探测所需的发射功率自然是更低的,在载荷有限的平台上应用具有较大优势。对雷达发射机功率、散热要求更低,天线、 更丰富的探测手段

  相比传统雷达利用电磁信号在空、时频域上的特征,量子探测利用量子资源,可以在更高维度上提取目标信息,从而具有更丰富的探测手段。

  因为发射信号的功率可以更低,这天然具备一部分LPI信号的特点,其被截获的可能性也就更低。另外,通过对信号的量子态调制,可以增强目标和杂波以及干扰信号的区别度,甚至能知晓对方是否截获我方信号。抗干扰性能将获得极大提升。

  那么根据雷达方程,量子雷达的灵敏度能有成百甚至上千倍的提升,正好可以抵消隐身飞机减小了20甚至30分贝的RCS。从这点来看,可以把隐身飞机扒皮,恢复到早期雷达探测普通飞机的水准。看起来是这样的,技术上讲也没问题。然而现在要下结论说量子雷达是隐身飞机克星,有一点点不公平。为什么呢?因为现在隐身飞机很成熟,中美俄都有自己的低RCS战机,而量子雷达还处于早期实验室阶段,甚至没实现真正量子化,这么比较,是不公平的。换句话说,现阶段量子雷达根本不能实用,更别提去扒皮隐身飞机了。现在隐身与反隐身的对抗中,隐身一方仍然是处于螺旋上升阶段中占优势的一方。

  量子雷达要想真正具备实战性能,需要在量子理论框架,算法,器件等等一大堆领域实现重大突破才行,现阶段量子理论还并不完善,这是其在物理底层上的一个天花板。其难度可想而知,要想使其成熟,保守估计也得要好几十年的时间(实际上量子雷达这个概念提出来已经至少10年)。所以说还是别老想搞个大新闻,说量子雷达现在就是隐身飞机的克星了!(作者署名:浩汉防务 刘闹闹)


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