【簡介:】2016年,據(jù)香港媒體報道,中國的研究人員進行了一次試驗,可能擴大量子雷達對隱形飛機的探測距離。在《物理學評論通訊》本月初發(fā)表的一篇論文中,來自安徽省合肥市中國科學技術(shù)大學
2016年,據(jù)香港媒體報道,中國的研究人員進行了一次試驗,可能擴大量子雷達對隱形飛機的探測距離。在《物理學評論通訊》本月初發(fā)表的一篇論文中,來自安徽省合肥市中國科學技術(shù)大學的一個研究團隊詳細描述了他們的試驗,試驗首次表明,弱值測量法——一種新興的量子測量技術(shù)——可以探測到此前無法探測到的信號。報道稱,這項技術(shù)利用非?!拜p柔”的方法反復測量次原子微粒的量子態(tài),對于極弱信號的探測,比如隱形飛機的雷達特征,可能格外有效。
量子雷達是基于量子力學基本原理,主要依靠收發(fā)量子信號實現(xiàn)目標探測的一種新型雷達體制。當前,量子雷達尚無統(tǒng)一的標準定義,一般來說,量子雷達就是利用電磁波量子效應對感興趣目標進行遠距離探測的遠程傳感器系統(tǒng),或者這類系統(tǒng)均可稱為量子雷達。相對于傳統(tǒng)雷達,量子雷達發(fā)射由少量數(shù)目光子組成的脈沖信號,與普通雷達發(fā)射電磁波完全不同,信號光子與目標相互作用遵循量子電動力學規(guī)則,并用量子場論的方法來描述其散射過程; 在接收機處采用光子探測器進行接收,并采用量子系統(tǒng)狀態(tài)估計與測量技術(shù)獲取回波信號光子態(tài)中的目標信息。
量子雷達具有探測距離遠、可識別和分辨隱身平臺及武器系統(tǒng)等突出特點,未來可進一步應用于導彈防御和空間探測,具有極其廣闊的應用前景。作為洞察未來戰(zhàn)場的“千里眼”,量子雷達技術(shù)勢必掀起各軍事強國變革雷達技術(shù)的時代潮流。
量子雷達的根本特點在于目標的入射波是一小束光子,亦即雷達信號是由較少的光子組成的。然而目標是大數(shù)量原子結(jié)合而成的固體物質(zhì),因此目標對來波的散射將是一個量子電動力學的動態(tài)過程。由此出發(fā),在量子雷達條件下的RCS研究顯然會有自己的特色,那就是,通過量子雷達,我們可輕易探測到隱身飛機。事實上,即使是最先進的隱形戰(zhàn)斗機,也不可能在雷達面前消失的無影無蹤。
傳統(tǒng)雷達采用低頻段探測、增大功率口徑和駐留時間等方式,以提升針對隱身目標的檢測能力。相比于傳統(tǒng)雷達,量子雷達可以利用量子糾纏提高探測靈敏度,對復雜環(huán)境下小目標具有更好地探測能力,可在高背景噪聲中識別出遠距離微小信號。即使隱形戰(zhàn)機企圖攔截量子雷達信號并發(fā)送虛假信號進行偽裝,量子雷達也可輕易發(fā)現(xiàn)欺騙過程和敵方的干擾行動,并對目標飛機行蹤做出準確判斷,是當之無愧的戰(zhàn)場“火眼金睛”。
隱身戰(zhàn)機通過對普通飛機的技術(shù)碾壓,改變了戰(zhàn)場規(guī)則,傾斜了戰(zhàn)爭天平,當年美國F22橫空出世,傲視群雄,現(xiàn)有雷達全部失效,國防大門形同虛設(shè),正所謂:魔高一尺,道高一丈,就像當初坦克誕生后,立即催生出反坦克技術(shù),各國也在挖空心思設(shè)法找到對付隱身戰(zhàn)機的手段。
在這方面,最有發(fā)言權(quán)的,事實上是我們國家,畢竟過去幻想殲8槍挑F22的前提,也是要發(fā)現(xiàn)對方才行啊,進入新時代以來,我們家門口莫名其妙擺了一圈F22和F35,可以說我國面臨的隱身武器威脅遠超其它國家,所投入的用于研制的經(jīng)費和資源也就毫不吝惜了,甚至很有可能是全世界最多的。
高壓往往能帶來奇效,近幾年,中國在反隱身雷達領(lǐng)域已經(jīng)取得了多項重大成果,目前,我國已經(jīng)率先研制出YLC8B,JL3D-91B等反隱身雷達,據(jù)說曾在280公里范圍外探測到F22的信號,但這些雷達畢竟都是從傳統(tǒng)雷達改進而來的,探測原理與傳統(tǒng)雷達類似,性能發(fā)揮并不穩(wěn)定,有時候會出現(xiàn)把氣球當成隱身戰(zhàn)機的烏龍判斷。
所以,由量子技術(shù)衍生出的量子雷達,才是當前的頂尖研究方向,在這方面,中國也走在了全世界前面,最近,中國電科14所再次傳來捷報,我國已經(jīng)完成單光子量子雷達的遠程探測試驗,并分別探測到20公里,50公里,乃至數(shù)百公里外目標的清晰信號,這是國內(nèi)首臺威力突破百公里級的同類型雷達樣機,目前已通過驗收。
量子雷達曾被稱為隱身時代的終結(jié)者,這或許是未來趨勢,如今看樣子我們在此領(lǐng)域捷足先登了,但也需要保持清醒,此次中國電科14所傳來的捷報只能算是量子技術(shù)這條漫漫長路的第一步,目前僅僅是原理樣機的試制成功,其目的在于證明新雷達的原理是可行的,可總體技術(shù)仍然不成熟,要想具備實戰(zhàn)價值,可能需要將近10年的鉆研,在這期間,隱身戰(zhàn)機仍然將統(tǒng)治天空一段時間。
那么到底什么是量子雷達呢?我們知道,傳統(tǒng)雷達的工作模式,通俗講,就像一個人照鏡子,人之所以能看到鏡子里的圖像,是因為有光從鏡子反射到我們的眼睛,那如果設(shè)法把光線從鏡面反射方向偏轉(zhuǎn)到其它位置,而非我們眼睛,那就無法看到鏡子里的東西了。
同理,隱身戰(zhàn)機就是靠各種偏轉(zhuǎn)雷達波的設(shè)計以及可以收雷達波的隱身涂料達到讓雷達抓瞎的目的,畢竟收不到雷達波反饋,就無法確定目標的位置。
而量子雷達,就是依靠量子自我糾纏的技術(shù)特性,來抓到隱身戰(zhàn)機,用通俗的話來解釋,量子雷達就像是一個潑墨機,而大量的電磁波量子糾纏對就是墨水,把它們潑出去以后,他們會在遇到物體的時候,像墨水一樣附著在目標表面,并在屏幕上顯示出一個虛擬的三維圖像,而現(xiàn)有的隱身技術(shù),包括哪些吸波材料對于這些“墨水”,沒有任何偽裝作用。
這就直接解決了雷達誤判的缺陷,普通雷達在探測到目標時,只能在屏幕上顯示出一個小點,那它究竟是一架戰(zhàn)機,還是一只鳥,或者別的什么飛行器,就只能通過速度和雷達波反饋大小來判斷了,但對于瞬息萬變的現(xiàn)代戰(zhàn)場,這浪費的時間很有可能會延誤戰(zhàn)局。
量子雷達就不存在這個問題,它不僅能精確定位目標所在位置,還可以通過辨識度相當高的三維圖像來識別性質(zhì),除非對方能造出仿生型飛行器,比如老鷹大小的導彈,或許還可以騙過雷達。