量子雷達：洞察未來戰場“千里眼”

張文　張乃千　張得余

近日，由電子科技集團第14研究所領銜研制的量子雷達取得突破性進展，完成了量子探測機理、目標散射特性研究以及量子探測原理的實驗驗證。

古稀之年——

傳統雷達漸遇技術瓶頸

自1934年美國海軍研究實驗室開發出首部脈沖雷達以來，世界各國競相發展雷達技術，經歷了70余年的探索、改進和完善之路。隨著隱身技術和電子干擾技術的迅猛發展，具有較強隱身能力的隱形戰斗機逐漸“飛入尋常百姓家”，傳統雷達遭遇前所未有的挑戰。

隱形飛機主要通過波束控制和隱身涂料達到“隱身”目的。一方面采用邊緣平行、武器系統內置、減少平面和棱角等方式降低雷達對飛機的探測能力，另一方面可通過吸波材料吸收雷達照射的電磁波，從而使隱形飛機如同鳥兒隱藏在茫?？仗熘?。傳統雷達不僅會因雷達探測回波減少而探測不到有效信號，還有可能因遭受虛假信號的干擾而產生誤判。

提升雷達針對隱身平臺和其他目標的探測、識別以及分析鑒別能力，研制可探測隱形飛機的新一代雷達成為各軍事大國加強防空力量的當務之急。目前，較為常見的隱形戰機探測方法包括無緣探測雷達、米波雷達和雙基地雷達等。

道高一丈——

隱形戰機“克星”將至

量子雷達是一種利用量子現象進行目標狀態感知和信息獲取的特殊傳感設備，可利用量子糾纏態進一步提升探測靈敏度，有望解決傳統雷達存在的一系列問題。

美國國防部高級研究計劃局先后提出了開展量子雷達研究的“量子傳感器計劃”和“量子輔助傳感和讀出”項目，對量子雷達的增強技術進行了有效探索。此外，美國麻省理工、NASA、海軍實驗室、空軍實驗室等機構都相繼開展了量子雷達的研究工作。2012年，在美國國防部高級研究計劃局“單光量子信息”項目資助下，美國羅切斯特大學開發出了抗干擾量子雷達，該雷達利用偏振光子量子特性在接觸物體后發生改變這一原理，可對隱身目標進行探測和成像。

量子雷達可探測、識別和分辨射頻隱身平臺及武器系統，具有廣泛的應用前景。目前的量子雷達系統主要包括利用單個光子照射目標的單光子量子雷達和發射量子態光子的糾纏態光子量子雷達。相比于單光子量子雷達，糾纏態光子量子雷達具有分辨率更高、有效探測距離更遠等優勢。隨著量子雷達技術的不斷成熟，未來部署到地面和水面作戰艦艇的量子雷達，可對幾乎所有的空中目標進行探測，并可持續跟蹤目標的軌跡和行蹤。其強大的反隱身技能是隱形戰機的“克星”。裝備了量子雷達的作戰飛機，相當于擁有了一雙戰場“遠視眼”，可實現對極遠距離目標的提前打擊，作戰潛力驚人。

火眼金睛——

量子雷達顛覆未來戰爭

傳統雷達采用低頻段探測、增大功率口徑和駐留時間等方式，以提升針對隱身目標的檢測能力。相比于傳統雷達，量子雷達對復雜環境下小目標具有更好的探測能力，可在高背景噪聲中識別出遠距離微小信號。即使隱形戰機發送虛假信號進行偽裝，量子雷達也可輕易發現欺騙過程和敵方的干擾行動，并對目標飛機行蹤做出準確判斷。

量子雷達的出現，使戰機無法逃避有效偵察和跟蹤。鑒于量子雷達強大的反隱身和抗干擾能力，目前美國海軍和陸軍都進行了大量的量子雷達研究工作。

量子雷達目前遇到的主要技術難題是量子信息的調制與解調。微波粒子量子態的糾纏特性、相干性以及攜帶量子態信息載體的能量微弱性，都進一步增加了量子信息傳輸和處理的難度。實現量子信息高效、穩定的空間無線傳輸，著力提升量子雷達的實際工程化水平，是仍需深入研究的問題。

（摘自《解放軍報》2016.9.22）