港媒：內(nèi)地試驗(yàn)量子雷達(dá)新技術(shù) 可遠(yuǎn)距探測(cè)美日隱形戰(zhàn)機(jī)
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核心提示：弱值測(cè)量法利用非常“輕柔”的方法反復(fù)測(cè)量次原子微粒的量子態(tài)，對(duì)于極弱信號(hào)的探測(cè)，比如隱形飛機(jī)的雷達(dá)特征，可能格外有效。
參考消息網(wǎng)12月20日?qǐng)?bào)道 港媒稱(chēng)，中國(guó)的研究人員進(jìn)行了一次試驗(yàn)，可能擴(kuò)大量子雷達(dá)對(duì)隱形飛機(jī)的探測(cè)距離。
據(jù)香港《南華早報(bào)》網(wǎng)站12月15日?qǐng)?bào)道，在《物理學(xué)評(píng)論通訊》本月初發(fā)表的一篇論文中，來(lái)自安徽省合肥市中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)描述了他們的試驗(yàn)，試驗(yàn)首次表明，弱值測(cè)量法——一種新興的量子測(cè)量技術(shù)——可以探測(cè)到此前無(wú)法探測(cè)到的信號(hào)。
報(bào)道稱(chēng)，這項(xiàng)技術(shù)利用非常“輕柔”的方法反復(fù)測(cè)量次原子微粒的量子態(tài)，對(duì)于極弱信號(hào)的探測(cè)，比如隱形飛機(jī)的雷達(dá)特征，可能格外有效。
江蘇省南京大學(xué)一位沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的量子學(xué)家提醒說(shuō)，這是“實(shí)驗(yàn)室成果，還不成熟，現(xiàn)在還不能立即投入實(shí)地使用”，不過(guò)這位量子學(xué)家又說(shuō)，這項(xiàng)研究有可能“擴(kuò)大量子雷達(dá)的探測(cè)距離”。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子學(xué)家已經(jīng)制造出世界上首個(gè)量子衛(wèi)星，今年8月份發(fā)射成功，還打造出世界上距離最長(zhǎng)的地面量子通信網(wǎng)絡(luò)。
報(bào)道稱(chēng)，根據(jù)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司的資料，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員還參與開(kāi)發(fā)了中國(guó)首部量子雷達(dá)系統(tǒng)。
今年早些時(shí)候，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司宣布，中國(guó)量子雷達(dá)技術(shù)的有效探測(cè)距離達(dá)到100公里，是境外量子雷達(dá)原型探測(cè)距離的5倍。
中國(guó)認(rèn)為，美國(guó)及其盟友的隱形飛機(jī)對(duì)中國(guó)的地區(qū)利益構(gòu)成重大威脅。日本上個(gè)月接收了首架F-35隱形戰(zhàn)斗機(jī)，今后，中國(guó)很可能被更多的隱形戰(zhàn)斗機(jī)與轟炸機(jī)包圍。
報(bào)道稱(chēng)，量子雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生成對(duì)的、處于糾纏狀態(tài)的光粒子，即光子。光子對(duì)中的一個(gè)光子被發(fā)射出去，另一個(gè)則留在雷達(dá)站。鎖定目標(biāo)位置后，一些光子就會(huì)反射回來(lái)，通過(guò)與雷達(dá)站內(nèi)保留的糾纏光子進(jìn)行匹配，就能確認(rèn)是光子的“身份”。通過(guò)測(cè)量反射的光子，研究人員可以計(jì)算出目標(biāo)的物理屬性，比如大小、形狀、速度和攻擊角度等。
但是，量子雷達(dá)有一個(gè)主要難題是反射的光子數(shù)量較少，并且與目標(biāo)的距離越大，反射的光子數(shù)量越小。理論上的極限距離稱(chēng)作散粒噪聲極限，如果超過(guò)這個(gè)距離，即便在最優(yōu)質(zhì)的觀測(cè)條件下也無(wú)法探測(cè)到目標(biāo)。
報(bào)道稱(chēng)，除了散粒噪聲極限的問(wèn)題，光子攜帶的信息也可能被光子之間產(chǎn)生的亞原子噪聲掩蓋，探測(cè)裝置無(wú)法進(jìn)行可靠的測(cè)量，原因是光子像隨機(jī)發(fā)射的彈丸一樣撞擊探測(cè)裝置，所謂散粒正是由此得名。
由郭光燦教授和李傳鋒教授率領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)宣布，他們使用高精密的量子弱測(cè)量技術(shù)突破了散粒噪聲極限，即便在光子數(shù)量非常少的情況下也能實(shí)現(xiàn)精確探測(cè)。
報(bào)道稱(chēng)，該技術(shù)源于量子物理學(xué)中的一個(gè)悖論。在亞原子世界中，測(cè)量意味著破壞。對(duì)亞原子顆粒進(jìn)行測(cè)量會(huì)不可避免地破壞它的初始量子態(tài)。
但在上世紀(jì)80年代，科學(xué)家終于找到解決辦法。采用弱測(cè)量方法不會(huì)造成量子態(tài)的坍縮。雖然每一次弱測(cè)量只能取得少量的信息，但是對(duì)同一些粒子進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，就能夠得到關(guān)于屬性的穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量，即正確的猜測(cè)值。
但是，早期的弱測(cè)量方案效率很低。只能測(cè)量探測(cè)距離內(nèi)很少比例的光子，其余的光子都被廢棄了。
報(bào)道稱(chēng)，近些年，科學(xué)家研究出一種名為能量循環(huán)測(cè)量的新方法，將光子放在一種特制的裝置中進(jìn)行循環(huán)，從而減少?gòu)U棄的光子數(shù)量。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了激光束偏折測(cè)量試驗(yàn)，證明這種方法可以突破散粒噪聲極限。他們說(shuō)，不僅探測(cè)到信號(hào)強(qiáng)度不到散粒噪聲極限一半的信號(hào)，并且將精確度提高到了1.5倍。
南京大學(xué)的那位教授說(shuō)，這一技術(shù)“肯定”可以用于量子雷達(dá)。
報(bào)道稱(chēng)，不過(guò)，清華大學(xué)一位量子學(xué)家對(duì)這一技術(shù)短期內(nèi)投入實(shí)用表示懷疑。
這位要求匿名的量子學(xué)家說(shuō)：“到目前為止，我還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)弱測(cè)量學(xué)有任何實(shí)際應(yīng)用。弱測(cè)量仍然是測(cè)量，會(huì)不可避免地改變測(cè)量對(duì)象的狀態(tài)，因而限制了這門(mén)技術(shù)的應(yīng)用前景。”
“弱測(cè)量向我們展示的究竟是真實(shí)的物理觀測(cè)，還是只是數(shù)學(xué)幻象，現(xiàn)在仍然有爭(zhēng)議?！?編譯/于曉華)