中国量子雷达让隐形战机无处可逃
2009年,俄军量子武器初具规模,研制一种被称作量子武器的神秘设备,其性能远远优于世界上现有的类似产品,可以放在一个小箱子里,能使一个中等国家或者整个地区能源系统陷入瘫痪。
2016年8月16日,中国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射,“墨子号”这一自主创新成果令人振奋。
最初听到量子卫星时,令人想到了与它一样立足量子力学的新兴技术领域——量子雷达。日前,中国电科首部基于单光子检测的量子雷达系统在14所研制成功,达到国际先进水平。国内科研团队相继在量子通信和量子计算上取得技术突破后,中国在量子雷达领域再下一城。
2012年,在美国美国国防部高级研究计划局(DARPA)单光量子信息项目的资助下,美国罗切斯特大学光学研究所研究团队成功研发出一种抗干扰的量子雷达,利用偏振光子的量子特性来对目标进行探测和成像。
该研究团队宣称,由于任何物体在收到光子信号之后都会改变其量子特性,可轻易探测到隐身飞机,而且几乎不可被干扰。
那时,歼-20刚横空出世不久,于是量子雷达这一前沿技术就成了媒体眼中歼-20、T-50等刚面世隐形飞机的“克星”。
回溯历史,雷达最早在二战期间得到大规模应用,特别是在不列颠空战中,英国皇家空军依靠雷达的辅助对德国空军造成较大杀伤。当时的雷达单纯利用发射的电磁波信号,经过目标表面散射后,通过判断接收信号的能量,来识别、判断目标。
不过,这种雷达的信息载体只能通过信号的绝对幅度或幅度的变化来体现,检测机理就是简单的能量检测,无法区分杂波和目标,分不清在空中飞舞的锡箔条和真正的战机,信息利用方式单一,因此,应用领域受到较大的限制。
量子雷达则是将量子信息技术引入经典雷达探测领域,解决经典雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈,提升雷达的综合性能。量子雷达属于一种新概念雷达,首要应用是实现目标有无的探测,在此基础上可以进一步扩展应用领域,包括量子成像雷达、量子测距雷达和量子导航雷达等,总体而言,量子雷达是对经典雷达理论的更新和补充,而不是颠覆和取代。
20世纪70年代,英国和美国最早开始对量子计算的研究。二战中,英国破译德军ENGMA密码,获知其即将轰炸考文垂市,但为保守德军密码已被破译的这个秘密,英国宁可牺牲考文垂这个重要工业城市,未发防空预警任由德军狂轰滥炸。
二战末,德国中央科学院就开始了量子武器和反量子武器计划的研究,并取得了突飞猛进的进展。二战结束后,美国和前苏联分别获取了德国遗留下来的部分量子武器和反量子武器相关资料后发现,得出量子武器比核武器威力大的结论。
爱因斯坦1942年在相对论中就提出了量子力与反量子力的守衡,美国莱顿国家基础物理研究中心在1964年成功地将氖156原子在次度聚变繁衍反应堆中反量子化。前苏联也一直秘密研究实验,但一直没有更多的资料。直到俄军在谋划未来战争模式——脉冲战争后,才开始研制量子武器,准备从空中保卫国家,决定建立无线电电子作战部队。
外国分析家认为,俄罗斯由于具有自然科学优势,已拥有批量不大的量子武器样品,因为这种武器的有效半径是无限的,能够将激光能送达任何地点。此外,这种量子技术还可以建立通信系统,以极高的速度向战区传递信息。2009年,俄军量子武器初具规模,研制一种被称作量子武器的神秘设备,其性能远远优于世界上现有的类似产品,可以放在一个小箱子里,能使一个中等国家或者整个地区能源系统陷入瘫痪。此外,依靠这种量子技术还可以建立远程通信系统,凭借它可以在全球范围内以高于光速的极高速向远处战区传递信息。
单光子量子雷达的基本概念:向目标发射单个光子,光子反射回接收机。
据香港《明报》网站报道,量子雷达建基于任何物体在收到光子信号后都会改变其量子特性的原理,可轻易探测到隐形飞机,而且几乎不可被干扰,被称为是隐形战机的“克星”。军事专家表示,隐形战机一旦被锁定,将很难逃避防空导弹打击。
香港军事评论员梁国梁对《明报》表示,中国现已掌握发现和打击隐形战机技术,解放军的“空警-2000”相阵控雷达的X波段,配合北斗卫星,可以发现美军的F-22战机,但要锁定却比较困难,因此技术并非十分圆满。量子雷达如果可以探测到隐形目标,相信其可靠性会非常高,以目前的防空导弹的几倍音速,目标基本上无法逃脱。量子雷达的突破,无疑中国在世界上已先行一步。
2012年,在美国国防部资助下,美国罗切斯特大学光学研究所成功研发出一种抗干扰的量子雷达,利用偏振光子的量子特性来对目标作探测和成像。
该研究团队宣称,因任何物体在收到光子信号后都会改变其量子特性,可轻易探测隐形战机,而且几乎不可被干扰,被视为F-22、歼-20、T-50等隐形战机的克星。
据悉,目前中电14所智能感知技术重点实验室在量子雷达研究方向上已建立了基本的研究环境,具备了量子雷达系统设计、系统研制以及实验验证的初步能力,为后续进一步开展微波量子雷达奠定了重要的理论和实验基础。
为什么下一步是微波量子雷达?如果能够使量子雷达工作于传统雷达频段3MHz-300GHz,尤其是微波频段,那么量子雷达将具有全天候、全天时的工作能力,那么量子雷达将朝着实用化迈进一大步。届时距离探测F-22、B-21就不远了。
(《北国防务》2016.8.30、观察者网2016.9.7等)