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量子全新雷达原型利用量子纠缠探测目标

科技日报北京5月18日电 （采访人员刘霞）一个国际物理学家团队在最新一期《科学进展》杂志撰文称 ， 他们研制出一款新的雷达原型 ， 该原型使用量子纠缠探测目标 ， 有望对生物医学和安全行业产生重大影响 。
据物理学家组织网近日报道 ， 这款原型设备由来自奥地利、美国和意大利的研究人员携手开发 ， 也被称为量子雷达 ， 使用了名为“微波量子照明”的新型探测技术 ， 该技术利用纠缠的微波光子作为探测方法 。 这款设备能在嘈杂的热环境中探测物体 ， 而传统雷达系统身处此类环境经常会发生故障 ， 因此有望广泛应用于超低功耗生物医学成像和安全扫描仪等领域 。
研究人员解释道 ， 最新设备使用量子纠缠作为一种新的检测形式 。 量子纠缠即两个粒子相互影响的现象 ， 这种影响不受距离的限制 ， 即使相距遥远 ， 一个粒子的变化仍会瞬间影响另外一个粒子 。
在研制这款设备时 ， 研究人员没有使用普通微波 ， 而是让两组光子——信号光子和闲置光子发生纠缠 。 信号光子朝探测目标发出 ， 而闲置光子则在相对隔离、没有干扰和噪声的环境下被测量 。 当信号光子被反射回来时 ， 信号光子与闲置光子间的真实纠缠消失了 ， 但少量相关性保留下来 ， 从而创建出一个描述目标物体是否存在的特征或图案 ， 整个探测与环境噪声无关 。
这项研究主要作者沙比尔·巴尔赞耶说：“我们所展示的是微波量子雷达的概念证明 。 利用在比绝对零度（零下273.14摄氏度）高千分之一摄氏度下产生的量子缠结 ， 我们能在室温下检测出低反射率物体 。 ”
尽管量子纠缠从本质上来说非常脆弱 ， 但该设备相比传统雷达技术具有一些优势 。 例如 ， 在低功率水平下 ， 传统雷达系统的灵敏度较差 ， 因为它们很难区分物体反射的辐射与自然产生的背景辐射；而量子照明则解决了这个问题 ， 因为信号和闲置光子之间拥有相似性（由量子纠缠产生） ， 这使它能更高效地区分信号光子（从目标物体接收）与环境内产生的噪声 。
（责任编辑： HN666）


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