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美科学家研发量子雷达 可反射信号截获隐形飞机

http://www.kexue.com 2013-01-04 11:34:22 新浪科技  发表评论

美国空军的B-2A隐形轰炸机。美国科学家正在研发所谓的量子雷达,能够识破敌方用于愚弄反飞机系统的反制措施
美国空军的B-2A隐形轰炸机。美国科学家正在研发所谓的量子雷达,能够识破敌方用于愚弄反飞机系统的反制措施
量子雷达示意图。如果隐形飞机试图截获这些光子并以某种方式反射以伪装自己的方位,便会不可避免地改变光子的量子特性,干扰行为暴露无遗
如果隐形飞机试图截获这些光子并以某种方式反射以伪装自己的方位,便会不可避免地改变光子的量子特性,干扰行为暴露无遗

  美国科学家正利用光子的量子特性研发所谓的“量子雷达”,能够发射抗干扰的雷达信号。传统雷达容易受一系列技术干扰,例如投放金属箔片、形成欺骗性反射和利用噪音干扰雷达频率。先进的雷达能够克服这些干扰,但绝大多数先进的雷达干扰器能够截获信号,而后返回假信息。

  美国罗切斯特大学的一支研究小组经研究发现,光子的量子特性可用于挫败先进的隐形技术。麻省理工学院的《技术评论》解释说,这种新型雷达建立在这样一个事实基础之上,即任何测量光子的做法往往都会改变其量子特性。为了利用这种奇异的特性,罗切斯特大学的研究人员建议利用偏振光子探测物体和进行成像。

  如果隐形飞机试图截获这些光子并以某种方式反射以伪装自己的方位,便会不可避免地改变光子的量子特性,进而暴露干扰行为。研究人员在刊登于《应用物理学快报》上的研究论文中指出:“为了干扰我们的成像系统,目标物体必须破坏成像光子的微妙量子态,由此产生的统计误差将暴露它的活动。”

  这项技术的工作原理与密码系统的量子密钥分发类似——任何窃听者在窃听时都会改变密钥的量子特性,进而暴露他/她的存在。研究小组领导人、罗切斯特大学光学研究所的梅胡尔-马利克通过让一个外形类似隐形轰炸机的目标物体反射光子并测量返回信号的偏振误差率,测试这项技术。这一系统能够在不进行任何窃听情况下对敌方战机进行成像,即使敌方战机截获信号,进行修改后返回鸟的图像,量子雷达也能轻易戳穿这种伎俩。

  《技术评论》的Physics arXiv博客指出:“这是对这一首创的成像系统的一次令人印象深刻的验证,其抗干扰能力要感谢量子力学特性。”不过,研究人员也承认他们的新雷达系统仍不完美。正如Physics arXiv博客所指出的那样,它面临着与困扰早期量子密码系统相同的局限性。

  量子雷达发射含有多种量子粒子的光子脉冲,一个或者多个量子粒子可以被轻易“吸走”和复制,调谐之后让返回的信号态与发射的信号态类似。研究论文指出:“先进的干扰器可以利用量子远距离传输技术传输“质询光子”,加载在携带伪造的方位或者时间信息的光子上。”目前,世界各地的很多实验室都已拥有能够进行这种干扰的设备。据信,美国军方尚未部署这种设备。(孝文)

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