量子雷達不是對經(jīng)典雷達的顛覆

雷達最早在二戰(zhàn)期間得到大規(guī)模應用，特別是在不列顛空戰(zhàn)中，英國皇家空軍依靠雷達的輔助對德國空軍造成較大殺傷。當時的雷達單純利用發(fā)射的電磁波信號，經(jīng)過目標表面散射后，通過判斷接收信號的能量，來識別、判斷目標。

不過，這種雷達的信息載體只能通過信號的絕對幅度或幅度的變化來體現(xiàn)，檢測機理就是簡單的能量檢測，無法區(qū)分雜波和目標，分不清在空中飛舞的錫箔條和真正的戰(zhàn)機，信息利用方式單一，因此，應用領(lǐng)域受到較大的限制。 

隨著技術(shù)的發(fā)展，雷達也不斷發(fā)生變化，從單純利用信號的強度信息，演化為綜合利用電磁信號的頻率和相位信息，即電磁場的二階特性。通過發(fā)射電磁波二階特性的應用，在調(diào)制方式上，出現(xiàn)了線性調(diào)頻、相位編碼和捷變頻等復雜信號形式，這些信號形式有效解決了傳統(tǒng)雷達時寬與帶寬的矛盾，并提升雷達抗干擾、抗雜波的能力。在檢測技術(shù)上，催生了動目標檢測技術(shù)、空時自適應處理技術(shù)和脈沖多普勒體制，這些技術(shù)利用目標和雜波在多普勒域上的差異，實現(xiàn)雜波中運動目標的有效 檢測，提升雷達抗雜波能力。 

量子雷達則是將量子信息技術(shù)引入經(jīng)典雷達探測領(lǐng)域，解決經(jīng)典雷達在探測、測量和成像等方面的技術(shù)瓶頸，提升雷達的綜合性能。量子雷達屬于一種新概念雷達，首要應用是實現(xiàn)目標有無的探測，在此基礎(chǔ)上可以進一步擴展應用領(lǐng)域，包括量子成像雷達、量子測距雷達和量子導航雷達等，從本質(zhì)上來說，量子雷達并沒有脫離經(jīng)典雷達探測的框架體系，只是在利用量子理論進行系統(tǒng)分析時，對雷達中一些概念和物理現(xiàn)象，如接收機噪聲等，具有全新的、更準確的理解。在此基礎(chǔ)上，量子 雷達從信息調(diào)制載體和檢測處理等方面入手，提升雷達的性能。總體而言，量子雷達是對經(jīng)典雷達理論的更新和補充，而不是顛覆和取代。 

根據(jù)利用量子現(xiàn)象和光子發(fā)射機制的不同，量子雷達主要可以分為以下3個類別： 

一是量子雷達發(fā)射非糾纏的量子態(tài)電磁波。發(fā)射機發(fā)射單光子脈沖探詢目標可能存在的區(qū)域，如果目標存在，則信號光子將會以一定的概率返回至接收機處，通過對返回光子狀態(tài)的測量可以提取出目標信息。 

二是量子雷達發(fā)射糾纏的量子態(tài)電磁波。其探測過程為利用泵浦光子穿過（ＢＢＯ）晶體，通過參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生大量糾纏光子對，各糾纏光子對之間的偏振態(tài)彼此正交，將糾纏的光子對分為探測光子和成像光子，成像光子保留在量子存儲器中，探測光子由發(fā)射機發(fā)射經(jīng)目標反射后，被量子雷達接收，根據(jù)探測光子和成像光子的糾纏關(guān)聯(lián)可提高雷達的探測性能。與不采用糾纏的量子雷達相比，采用糾纏的量子雷達分辨率以二次方速率提高。 

三是雷達發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波。在接收機處使用量子增強檢測技術(shù)以提升雷達系統(tǒng)的性能，目前，該技術(shù)在激光雷達技術(shù)中有著廣泛的應用。

量子雷達的技術(shù)優(yōu)勢