На 20% быстрее обычных: ученые создали рабочий квантовый радар и раскрыли, как он работает

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.