为何量子雷达无法探测F-22?因为目前根本做不出来

2017-09-13 07:08 云上的空母
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前段时间,网上在热炒什么研发出新型量子雷达,可有效发现隐身飞机,是F-22的克星。从F-22出厂就不断遇到各种克星,但却没有一种真正管用过,盲目吹捧该技术实用化的企业一般都是骗钱的。

 

 

量子,一听到这个词儿就觉得高大上,有人甚至将他和玄学联系起来,无论做到哪些神奇的事情都不为过,由于量子力学的学习门槛较高,大多数人不能有效识真辨伪。所谓量子其实就是衡量微观世界的一种方法,是世界上物质存在的最小度量,就好比一个10厘米的尺子上那个最小的1毫米刻度一样,量子的观点颠覆了人们的传统观念,以往人们总认为时间、空间、能量是无限可分的。但玻尔大吼一声“它们是一份一份的,不存在连续性”,而这最小的一份就成为了量子。

牛顿经典力学世界里的规律在微观世界特别是量子级别空间里几乎完全失效。举例来说,一个物体,在测得他目前的位置和速度后,必然能够得出其下一时刻所在的具体位置。但一个量子从A点射出后,即使测得当前位置和速度,也无法知道它下一时刻出现在哪里,有可能在B点或者C点,也有可能同时出现在B点和C点,出现只服从一定的概率(普朗克常数);另外一个理论是量子纠缠,这个概念的意思是有两个处于纠缠态的量子,无论相隔多远,一个量子的状态一旦改变,另一个量子的状态也必然随之改变,只需要在数学上求一个逆变换,即可由一个量子的新状态求得另外一个量子的新状态。

 

 

现在开始正式讨论量子雷达,传统经典雷达是利用一个发射机将电磁波信号发射出去,照射在目标上之后,电磁波反射回来被雷达接收机接收,进而通过接收到的反射电磁波的综合分析,得到目标所在的方位、速度、距离和一定的目标类型信息。其测量数据后得到的信号噪声比在理论上有极限值,这个极限值就等于反射回来电磁波的量子总数(即没有任何干扰)。

前面提到,能量存在最小单位,电磁波反射回来的能量除以电磁波能量的最小单位就就是量子总数,设该值为N,相应的经典雷达测量精度极限就是1/(N的平方根),要注意,经典雷达发射的也是量子,只是其发射和处理方法没有采取量子力学的原理而已。而所谓的量子雷达在测量系统中引入了量子纠缠态、压缩态方法,并对其反射信号进行联合测量,进而使得测量精度达到了Heisenberg极限=1/N。

 

 

也就是说,精度降低到原来的平方根,假设最优秀的经典雷达测距精度为1米,内含100个量子,每个量子的测量精度都会达到原来的平方根,总体精度提高可想而知。量子雷达被称为超灵敏雷达一点不为过。当然,这样灵敏的雷达探测F-22不在话下,那么我为何要说这种雷达无法探测F-22呢?因为目前根本做不出来。

量子雷达分为三类:一是发射经过量子处理的经典电磁信号,但本地没有与该信号纠缠的量子存在,接收时以量子技术处理,称为量子干涉雷达。二是发射经典电磁信号,本地以量子技术处理,称为量子激光雷达。三是发射纠缠态量子信号,本地以量子技术处理,称为量子照明雷达,其中量子照明雷达精度最高,也最难实现,目前这三种雷达都做不出来。

 

 

目前全世界可控的量子只有光子,也只能利用光子做量子雷达,但面临的技术难题有三个:一是寻找到量子纠缠源,目前全世界最高超技术是中国科学技术大学做出来的10光子纠缠,10个光子实在是啥也探测不到。二是非经典信号的调制,就是操作量子进行编码,扩频等操作,这个问题超越了当前人类物理学发展的极限。三是非经典信号的监测,该技术目前已有突破,可用单光子探测器和超导探测器,但还未完全成熟。

人类最先进的技术是在2015年7月由加拿大、美国、德国和意大利科学家取得的,他们使用了激光量子雷达发射了数个没有经过调制的光子,作用距离仅为15-20千米,根本无法用来真正探测目标,而且是在-150摄氏度的环境下才能有效运转。那些说量子雷达出世,F-22药丸的人,或许他们比爱因斯坦还聪明吧!

 

 

责任编辑人:安晨 PN104
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