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量子雷達的技術優勢

目前，經典雷達存在一些缺點，一是發射功率大（幾十千瓦），電磁泄漏大；二是反隱身能力相對較差；三是成像能力相對較弱；四是信號處理復雜，實時性弱。針對經典雷達存在的技術難點，量子信息技術均存在一定的技術優勢，可以通過與經典雷達相結合，提升雷達的探測性能。

首先，量子信息技術中的信息載體為單個量子，信號的產生、調制和接收、檢測的對象均為單個量子，因此整個接收系統具有極高的靈敏度，即量子接收系統的噪聲基底極低，相比經典雷達的接收機，噪聲基底能夠降低若干個數量級。再忽略工作頻段、雜波和動態范圍等實現因素，則雷達作用距離可以大幅提升數倍甚至數十倍。從而大大提升雷達對于微弱目標，甚至隱身目標的探測能力。

其次，量子信息技術中的調制對象為量子態，相比較經典雷達的信息調制對象，量子態可以表征量子“漲落變化”等微觀信息，具有比經典時、頻、極化等更加高階的信息，即調制信息維度更高。從信息論角度出發，通過對高維信息的操作，可以獲取更多的性能。對于目標探測而言，通過高階信息調制，可以在不影響積累得益的前提下，進一步壓低噪聲基底，從而提升噪聲中微弱目標檢測的能力；從信號分析角度出發，通過對信號進行量子高階微觀調制，使得傳統信號分析方法難以準確提取征收信號中調制的信息，從而提升在電子對抗環境下的抗偵聽能力。綜合而言，通過量子信息技術的引入，通過量子化接收，原理上可以有效降低接收信號中的噪聲基底功率；通過量子態調制，原理上可以增加信息處理的維度，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低發射信號被準確分析和復制的可能性，從而在目標探測和電子對抗領域具有廣闊的應用潛力。

處于國際先進水平

據專家披露，其實相關研究已經做了很多年，之前做的量子成像方面的工作，并沒有在單光子水平上，而是用光的高階關聯特性實現的成像，確實有突破云霧等的特點，但成像過程還是比較復雜的，流程也較漫長，實用性還有待發展，而且很難說叫量子成像。可以說，本次實現的技術突破是多年技術積累的結果，并非為了追趕近期“墨子”號掀起的量子熱。

本次技術突破屬于量子探測領域，特點就是突破現在測量方法的經典極限（例如光的衍射極限等），是業界比較看好的技術（誠然，也有學者對此有異議）。世界各國對此也都有研究，而且技術發展較快——2008年美國麻省理工學院的Lloyd教授首次提出了量子遠程探測系統模型—量子照射雷達，從理論上證明了量子力學可以應用于遠程目標探測。2012年，東京大學的Nakamura和Yamamoto采用超導回路，取得了微波頻段單光子態和壓縮態產生與接收技術的新突破。2013年，意大利的Lopaeva等首次用實驗方法實現了量子照射雷達，該實驗基于光子數關聯，驗證了Lloyd提出的量子照射雷達模型探測在高噪聲及高損耗時依然有目標探測能力；2015年，德國亞琛工業大學的Shabir Barzanjeh等對微波量子照明探測進行了深入研究。

目前，中國在該領域僅僅處于技術先進水平，還不是領先狀態，革命尚未成功，同志們仍需努力。

（感謝業內專家對本文的指導！作者微信公眾號：tieliu1988）

參考文獻：

《基于幾率波探測下的量子雷達系統原理》譚宏，趙明旺，張國安

《量子雷達探測目標的基本原理與進展》江濤，孫俊

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