墨子第一个用科学的方法解释了光延直线传播,从而启发了量子通信,而量子雷达是利用量子纠缠特性设计的。它是将量子信息技术引入经典雷达检测领域,解决经典雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈,提升雷达的综合性能。
传统雷达存在许多技术难题,一是发射功率大且电磁泄漏大;二是反隐身能力相对较差;三是成像能力相对较弱;四是信号处理复杂,实时性弱。而针对经典雷达存在的技术难点,量子信息技术均存在一定的技术优势,它可以通过与经典雷达相结合,提升雷达的探测性能。其主要体现在探测距离和反隐身目标等方面。在相同口径和发射功率下,量子雷达的探测距离是传统雷达的两倍以上,并且可以让隐身目标无所遁形。下面我们就来详细说说它的优势之处。
中国电科14所研制的量子雷达样机验证了基于单光子检测的探测技术应用于雷达探测系统的可行性。与常规探测技术相比,超导单光子探测技术对系统的探测威力平均都提高了一倍,是解决当前远程预警探测任务中光电探测系统威力瓶颈问题的一个有效手段。
相比较经典雷达的信息调制对象,量子态可以表征量子“涨落变化”等微观信息,具有比经典时、频、极化等更加高阶的信息,即调制信息维度更高。从信息论角度出发,通过对高维信息的操作,可以获取更多的性能。对于目标探测而言,通过高阶信息调制,可以在不影响积累得益的前提下,进一步压低噪声基底,从而提升噪声中微弱目标检测的能力。
从信号分析角度出发,通过对信号进行量子高阶微观调制,使得传统信号分析方法难以准确提取征收信号中调制的信息,从而提升在电子对抗环境下的抗侦听能力。综合而言,通过量子信息技术的引入,通过量子化接收,原理上可以有效降低接收信号中的噪声基底功率;通过量子态调制,原理上可以增加信息处理的维度,一方面可以提升信噪比得益,另一方面可以降低发射信号被准确分析和复制的可能性,从而在目标探测和电子对抗领域具有广阔的应用潜力。
中国电科第十四研究所正在研制的量子雷达目前已进行外场试验。更是在第九届世界雷达展上公开展出了量子雷达样机的图片。据报道,国产量子雷达已实现132千米远程目标高灵敏探测,一旦实用化将会给我国国产战机反隐身能力带来革命性突破。而随着量子雷达技术的不断发展,它未来有可能装备歼-20战机和下一代国产战机。增强我国战机作战能力。成为隐身战机的“克星”。