量子雷達可探測低反射率目標
- 發佈時間：2015-04-15 02:29:41 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月14日電 （記者常麗君）由英國約克大學量子資訊科學家領導的一個國際研究小組開發出一種量子雷達原型，有望探測到那些傳統系統看不見的目標。相關論文發表在近期的《物理評論快報》上。
據物理學家組織網近日報道，他們開發的新一代雷達是個混合系統，能利用微波與光束之間的量子相關性來探測物體，如癌細胞或隱形飛機這類低反射率目標。由於量子雷達運作耗能比傳統系統要低得多，因此從長遠來看，在廣泛的生物醫學領域，如非入侵性核磁共振掃描，有著巨大的潛力。
研究小組由約克大學電腦科學系和約克量子技術中心博士斯特凡諾·皮蘭多拉領導。他們發現了一種特殊的轉換器，這種雙腔裝置通過奈米機械振子把微波束和光束耦合在一起，也是構成新系統的關鍵部分。這種裝置不僅能産生微波—光學糾纏（信號發射期間），還能把微波轉換為光束（收集來自目標物體的反射光束期間）。
傳統的雷達天線會發出微波掃描一片空間區域，任何目標物體都會把這些信號反射回去，但區域內的低反射率物體會發出很高的背景噪音，因此用傳統的雷達系統很難定位。相比之下，量子雷達運作更加有效，利用量子糾纏提高了靈敏度，能探測到來自非常嘈雜噪音區反射的微弱信號。
雖然真正的量子雷達尚未實現，但它們具有優越的性能，尤其在低光子框架下。皮蘭多拉博士説：“這種非侵入性對短程的生物醫學應用尤為重要。從長遠來看，這種方案可以在短距離操作，由於利用了少量的量子相干光子，能以非入侵的方式檢查生物樣本或人類組織中是否存在缺陷。我們的方法可用於開發針對脆弱蛋白質和核酸的非侵入式核磁共振光譜儀。在醫療中，這些技術有可能用在磁共振成像中，降低病人身體吸收的輻射劑量。”
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