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量子雷达可能使隐形技术过时

这架隐形轰炸机,B-2勇气号,在美国空军的火力演示中投下500磅炸弹伊桑·米勒/盖蒂

寒冷的加拿大北极是一个很难抓到间谍的地方。

为一例,这个地区位于世界磁北极的顶端,在那里释放出了猛烈的带电粒子太阳黑子和耀斑不可避免地被吸引。太阳的干扰使我们很难把重要的无线电信号和背景噪音分开,当你试图探测到一个专门用来击退无线电波的隐形导弹时,你的工作变得更加困难。

这就是为什么加拿大科学家想用强大的“量子雷达”取代他们的传统雷达站,用量子物理学中一个经久不衰的难题来推动他们国家在北极的间谍侦察游戏。[超音速!最快的11架 ... 飞机

这种现象被称为“量子纠缠”,它包括产生一对或一组命运永远联系在一起的粒子,这可能是穿透隐形飞机的无线电防护罩的关键。

但功能性量子雷达从未在实验室外进行过测试本周,加拿大安大略省滑铁卢大学的研究人员宣布,他们正朝着这个方向迈出一大步。

“我们项目的目标是创造一个强大的纠缠光子源,只要按下一个按钮就可以产生纠缠光子,”乔纳森·鲍格,滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)的一名教员在一份声明中说。“这个项目将使我们能够开发出有助于将量子雷达从实验室转移到野外的技术。它可以改变我们对国家安全的看法。

,但光子或轻粒子与探测隐形飞机和导弹有什么关系呢?这一切都取决于纠缠粒子的神秘行为,这些行为自爱因斯坦时代以来就一直困扰着物理学家。量子物理学中的

,“纠缠”粒子是两个有特殊联系的粒子(如光子)。当一个力或作用改变一个粒子时,成对的粒子也会瞬间改变,即使两个粒子相距很远,比如说相距十万光年。

要发生这样的变化,粒子必须以某种方式将它们的状态相互关联起来,比光速还要快,这真的很麻烦爱因斯坦。(他著名地称整个现象为“远处的幽灵行为”。)然而,最近的实验表明,远处的幽灵行为似乎确实发生了。

在量子雷达中,纠缠的光子对将以英里而不是光年的尺度相互连接(至少一开始是这样的)。首先,单个光子的团簇必须被一个晶体分裂,每个分裂的光子成为一对纠缠的光子。一对光子中的一个将被包含在雷达站,而第二个将被发射到天空中。当第二个光子击中天空中的某个物体——比如隐形轰炸机——时,它会反弹并被偏转,它的返回时间将揭示轰炸机的位置和速度。

隐形飞机试图躲开无线电波,因此基于光的 ... 将更有效地对付它们。任何试图扰乱或改变击中轰炸机的光子的企图都会立即被反射到静止光子的状态中,因为这两个光子是纠缠在一起的。光子对之间的纠缠也使得量子雷达能够将从飞机上反弹的纠缠光子的信号与其他在大气中巡航的轻粒子的噪声分离开来,例如太阳耀斑的噪声。

这样,量子雷达基本上可以看到过去设计用来击退的隐形物体传统的基于无线电的雷达系统。

量子雷达技术在很大程度上仍停留在理论上,尽管中国一家国有报纸声称中国已经在2016年实现了量子雷达的功能(一些专家对这一说法持怀疑态度)。但是世界各地的研究人员,包括洛克希德马丁公司和滑铁卢大学的研究小组,继续向看不见的领域前进。

最初发表在《生命科学》杂志上

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