●裝備了量子雷達(dá)的作戰(zhàn)飛機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的提前打擊

　　●研制可探測(cè)隱形飛機(jī)的新一代雷達(dá)成為加強(qiáng)防空的當(dāng)務(wù)之急

　　量子雷達(dá)：洞察未來戰(zhàn)場“千里眼”

　　■張　文　張乃千　張得余

　　核心提示

　　繼我國自主研制的世界首顆量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功發(fā)射后，我國科學(xué)家在量子科學(xué)領(lǐng)域再傳捷報(bào)。近日，由電子科技集團(tuán)第14研究所領(lǐng)銜研制的量子雷達(dá)取得突破性進(jìn)展，完成了量子探測(cè)機(jī)理、目標(biāo)散射特性研究以及量子探測(cè)原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　量子雷達(dá)是基于量子力學(xué)基本原理，主要依靠收發(fā)量子信號(hào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)的一種新型雷達(dá)。量子雷達(dá)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、可識(shí)別和分辨隱身平臺(tái)及武器系統(tǒng)等突出特點(diǎn)，未來可進(jìn)一步應(yīng)用于導(dǎo)彈防御和空間探測(cè)，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。作為洞察未來戰(zhàn)場的“千里眼”，量子雷達(dá)技術(shù)勢(shì)必掀起各軍事強(qiáng)國變革雷達(dá)技術(shù)的時(shí)代潮流。

　　古稀之年——

　　傳統(tǒng)雷達(dá)漸遇技術(shù)瓶頸

　　自1934年美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出首部脈沖雷達(dá)以來，世界各國競相發(fā)展雷達(dá)技術(shù)，經(jīng)歷了70余年的探索、改進(jìn)和完善之路。隨著隱身技術(shù)和電子干擾技術(shù)的迅猛發(fā)展，具有較強(qiáng)隱身能力的隱形戰(zhàn)斗機(jī)逐漸“飛入尋常百姓家”，傳統(tǒng)雷達(dá)遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。

　　美國的B-2“幽靈”戰(zhàn)略轟炸機(jī)、F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)和F-35“閃電II”戰(zhàn)斗機(jī)以及俄羅斯的T-50戰(zhàn)斗機(jī)都具備極強(qiáng)的戰(zhàn)場隱身能力。

　　隱形飛機(jī)主要通過波束控制和隱身涂料達(dá)到“隱身”目的。一方面采用邊緣平行、武器系統(tǒng)內(nèi)置、減少平面和棱角等方式降低雷達(dá)對(duì)飛機(jī)的探測(cè)能力，另一方面可通過吸波材料吸收雷達(dá)照射的電磁波，從而使隱形飛機(jī)如同鳥兒隱藏在茫茫空天之中。傳統(tǒng)雷達(dá)不僅會(huì)因雷達(dá)探測(cè)回波減少而探測(cè)不到有效信號(hào)，還有可能因遭受虛假信號(hào)的干擾而產(chǎn)生誤判。

　　傳統(tǒng)雷達(dá)受制于經(jīng)典電磁波理論限制，在探測(cè)隱身目標(biāo)、對(duì)抗干擾和誘餌方面遇到了技術(shù)瓶頸，在面對(duì)隱形戰(zhàn)機(jī)時(shí)常常變成“睜眼瞎”。提升雷達(dá)針對(duì)隱身平臺(tái)和其他目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別以及分析鑒別能力，研制可探測(cè)隱形飛機(jī)的新一代雷達(dá)成為各軍事大國加強(qiáng)防空力量的當(dāng)務(wù)之急。目前，較為常見的隱形戰(zhàn)機(jī)探測(cè)方法包括無緣探測(cè)雷達(dá)、米波雷達(dá)和雙基地雷達(dá)等。

　　道高一丈——

　　隱形戰(zhàn)機(jī)“克星”將至

　　量子雷達(dá)是一種利用量子現(xiàn)象進(jìn)行目標(biāo)狀態(tài)感知和信息獲取的特殊傳感設(shè)備，可利用量子糾纏態(tài)進(jìn)一步提升探測(cè)靈敏度，有望解決傳統(tǒng)雷達(dá)存在的一系列問題。

　　美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局先后提出了開展量子雷達(dá)研究的“量子傳感器計(jì)劃”和“量子輔助傳感和讀出”項(xiàng)目，對(duì)量子雷達(dá)的增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行了有效探索。此外，美國麻省理工、NASA、海軍實(shí)驗(yàn)室、空軍實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)都相繼開展了量子雷達(dá)的研究工作。2012年，在美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局“單光量子信息”項(xiàng)目資助下，美國羅切斯特大學(xué)開發(fā)出了抗干擾量子雷達(dá)，該雷達(dá)利用偏振光子量子特性在接觸物體后發(fā)生改變這一原理，可對(duì)隱身目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和成像。到2014年，美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室開展了可穿透煙霧和熱浪的量子成像傳感器研究，并取得了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)專利，將進(jìn)一步推動(dòng)量子雷達(dá)成像系統(tǒng)的發(fā)展。

　　量子雷達(dá)可探測(cè)、識(shí)別和分辨射頻隱身平臺(tái)及武器系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前的量子雷達(dá)系統(tǒng)主要包括利用單個(gè)光子照射目標(biāo)的單光子量子雷達(dá)和發(fā)射量子態(tài)光子的糾纏態(tài)光子量子雷達(dá)。相比于單光子量子雷達(dá)，糾纏態(tài)光子量子雷達(dá)具有分辨率更高、有效探測(cè)距離更遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)。隨著量子雷達(dá)技術(shù)的不斷成熟，未來部署到地面和水面作戰(zhàn)艦艇的量子雷達(dá)，可對(duì)幾乎所有的空中目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，并可持續(xù)跟蹤目標(biāo)的軌跡和行蹤。其強(qiáng)大的反隱身技能是隱形戰(zhàn)機(jī)的“克星”。裝備了量子雷達(dá)的作戰(zhàn)飛機(jī)，相當(dāng)于擁有了一雙戰(zhàn)場“遠(yuǎn)視眼”，可實(shí)現(xiàn)對(duì)極遠(yuǎn)距離目標(biāo)的提前打擊，作戰(zhàn)潛力驚人。