百分百識別目標！俄羅斯最新測試的量子雷達真這麽厲害嗎？

科技日報記者 張強

俄羅斯媒體近日披露，首個採用量子無線電技術的試驗雷達在俄羅斯進行了測試，完成了探測並跟蹤空中目標的任務。俄軍事專家說，量子技術對軍事雷達而言具有重要意義，屆時目標將百分之百被識別。

自2012年的諾貝爾物理學獎授予法國科學家沙吉?阿羅什與美國科學家大衛?瓦恩蘭，以表彰兩位在量子理論研究領域的突破性進展後，量子理論和技術的研究就變成又一個炙手可熱的前沿領域。

先進科技往往最先應用到軍事上，量子技術也是如此。量子雷達就是一種利用量子物理現象，實現目標探測並感知目標狀態和獲取目標資訊的探測裝備。

“量子雷達是除量子通信和量子計算外，人們在量子資訊技術領域最為關注的三大應用之一。通過引入量子資訊技術，量子雷達相比經典雷達，將實現全方位和質的提升。”國防科技大學國防科技戰略研究智庫王群教授對科技日報記者表示，“從俄媒體釋放的資訊來看，它試驗的可能是一種完整意義上的量子雷達，邁入了量子雷達研發的先進行列。這種量子雷達，理論上可實現對目標的百分之百識別。”

量子雷達可大幅改進

經典雷達性能

王群介紹，“目前使用的雷達包括先進體制雷達，都屬於經典雷達，而量子雷達則是一種新概念雷達。長期以來，針對經典雷達，人們想方設法改進其性能，提升它對目標的探測能力，使其探測距離更遠、抗干擾能力更好、識別能力更強，更重要的是要能有效探測隱身目標。然而，經典雷達整體性能受製於工作波長。比如，要看的遠，波長就不能太短；要看的清，波長就不能太長。再比如，要探測隱身目標，波長就需避開所謂的隱身（微波）波段，這樣米波、毫米波雷達就更有優勢。”

“而量子雷達則能大幅提升經典雷達的性能，比如靈敏度和抗干擾、識別目標等能力。特別是隱身目標，量子雷達可做到完全識別，即使反射回波很微弱，信號處理能力極強的量子雷達也都能應對。另外，目標接收到光子信號後其量子特性一定要改變，因此量子雷達還能通過量子糾纏，準確了解目標的情況——包括隱身目標，並避免被干擾和欺騙。”他說。

俄羅斯或測試了

完整意義的量子雷達

記者了解到，目前研究的量子雷達大致可分為兩大類。一類是在發射端發射經典態的電磁波作為探測信號，而在接收端採用非經典態，即量子態資訊處理技術的量子雷達。另一類是在發射端發射非經典態，即量子態的電磁波作為探測信號，在接收端也採用量子態資訊處理技術的量子雷達。第二類量子雷達，它利用了量子糾纏的超關聯特性，擁有強抗干擾能力和高分辨率成像兩大優勢，有可能真正具備全天候、全天時成像的水準和要求。

“前者技術實現相對簡單，能有效改善雷達的綜合品質，已在雷射雷達中得到一定應用，可認為是對現有雷達的一種改進型雷達。後者技術實現要複雜得多，屬於革命性變化，能極大突破現有雷達性能的極限，應該算是完整意義上的量子雷達，所以更受到關注，近些年國內外的研究很多都集中於此類。”王群說。

俄專家稱，屆時目標將百分之百被識別，而且如果把所有電子元件換成量子無線電組件——雷達站的體積將減小到二分之一至四分之一。

“這篇報導透露的資訊非常少，但如果從所稱的百分之百識別目標，大幅縮小雷達體積來看，俄此次測試的可能是完整意義上的量子雷達，也就是前面說的第二類。因為從理論上講，它應該全部使用量子芯片，對目標基本能百分之百識別。”王群說。

他表示，“從目前來看，量子芯片相對於傳統芯片來說，資訊處理速度等能力會有大幅提升，相對來說相同性能的雷達採用量子芯片，體積無疑會大幅減小。同時，量子芯片消耗的功率更少，對散熱系統的要求降低，這樣也會降低其體積重量。反過來說，同樣體積量子雷達，其性能無疑會大幅提升。”

這也基本印證了俄羅斯專家的說法。

量子雷達遠未達到實用化要求

“但是，量子芯片目前的進展還遠遠達不到我們的要求，這也製約了量子雷達、量子電腦、量子通信技術的發展。即便量子芯片技術得到更大突破，後續肯定還會面臨其他問題，比如作業系統和其他軟體的編寫，它和傳統技術顯然不一樣。單從這個意義上看，量子雷達的發展也還處於初級階段，遠未達到實用化要求。”王群指出，“從公開資料看，當下還沒有任何一個國家聲稱將量子雷達用於探測，都還在科研突破階段。目前，除俄羅斯外，美國、德國、意大利和日本等國也在進行量子雷達的研究，都有建樹，但發展最好的還是美國。”

近年來，美國國防部對量子技術給予了高度重視。

他介紹，美國多年前就開展了利用量子糾纏等量子物理現象改進資訊獲取系統的研究，且在理論與實驗方面都取得了較大成功。1995年，美國進行了最早的量子成像實驗。2008年，它又提出了量子探測系統模型，證明了量子物理現象可用於目標的遠程探測。2012年，美國研發了一種抗干擾能力超強的量子雷達，能對目標成像探測，有效發現隱形飛機。

“雖然近幾年美國在量子雷達方面幾乎沒有什麽報導，但今年9月，美國國會眾議院專門通過了一項法案，以加速美國在量子計算能力等量子技術領域的研究。因此，隨著重視程度的提高和量子技術的發展，美國在量子雷達方面應該還會取得更大的突破。”

來源：科技日報 文中圖片來自網絡

編輯：陳小柒

審核：管晶晶