На 20% быстрее обычных: ученые создали рабочий квантовый радар и раскрыли, как он работает
Новый радиолокатор позволит обнаруживать цели даже при большом количестве микроволновых помех, улавливая самые слабые сигналы.
Группа французских исследователей из Ecole Normale Supérieure de Lyon, разработали квантовый радар, который значительно превосходит по своим возможностям любой из существующих обычных классических радаров, сообщает Phis.org. В своей научной статье исследователи утверждают, что их система одновременно измеряет состояние запутанного зонда и состояния холостого микроволнового фотона, возникающие, когда этот зонд отражается от целевых объектов, сливаясь с тепловым шумом.
Ученые уже несколько лет в своих прошлых исследованиях пытались разработать квантовые радары, которые превосходили бы обычные радары. Это квантовое преимущество в конечном итоге было реализовано с помощью оптических систем, но создать полноценную модель удалось только с помощью микроволнового излучения.
"Наш радар генерирует квантовую запутанность между микроволновым резонатором и сигналом, который излучается в направлении цели, скрытой большим количеством микроволнового шума, например, в атмосфере", — объясняет один из ученых Бенджамин Хуард. "Если цель действительно существует, она будет отражать крошечную часть сигнала вместе с большим количеством шума. Затем наше устройство объединяет эту часть интересного сигнала с полем, хранящимся в резонаторе, таким образом, что производит больше или меньше фотонов в зависимости от того, существует цель или нет. Наконец, встроенный микроволновый счетчик фотонов исследует эти фотоны", — говорит ученый.
Прошлые исследования показали, что квантовые корреляции могут ускорить обнаружение объектов до четырех раз в сценариях с сопоставимой мощностью сигнала и шумом цели. В первоначальных оценках микроволновый квантовый радар, разработанный исследователями, ускорил обнаружение радаров на 20% по сравнению с классическими радарами.
Группа исследователей уверена, что им удалось сделать большой вклад в текущие усилия, направленные на улучшение характеристик технологии квантовых радаров. В будущем подход, лежащий в основе его функционирования, может вдохновить на разработку аналогичных микроволновых квантовых радаров, которые обеспечат еще большее квантовое преимущество.
"Теперь мы можем лучше понять, как выполнять микроволновое зондирование с использованием квантовых ресурсов, например, в контексте электронного спинового резонанса или исследования аксионов", — говорит Бенджамин Хуард.
Ранее Фокус рассказывал, что самый точный в мире квантовый компьютер на подходе. Особые "квазичастицы" под названием энионы смогут передавать и обрабатывать информацию, не разрушаясь от малейшего воздействия окружающей среды, считают физики.