量子化學開啟了人類對科學的新認知與新探求,可以說量子科學是本世紀數學學最重要的探求領域。尤其是量子糾纏的現象,讓科學家們形成了許多有趣的靈感與創(chuàng)意。量子糾纏是一種數學資源,就像時間、能量、動量等等,才能萃取與轉換。應用量子糾纏的機制步入到量子信息學,好多平時不可行的事情都可以達成。
量子糾纏則是一種純粹發(fā)生于量子系統(tǒng)的現象,這些現象在精典熱學里無法找到,因而就吸引了眾多科學家的探求。
近來英國科技大學(IST)的一支研究團隊,就希望利用于量子科學融入雷達領域,并研究出了“量子雷達”原型。目前這項技術研究發(fā)表在近期出版的《科學進展》()刊物上。
雖然,量子糾纏描述了一種奇特的狀態(tài),無論相隔多遠,處于糾纏態(tài)的一對粒子都還能緊密聯(lián)系、實時通訊。而當量子糾纏步入生命科學領域的時侯,例如為何人會出現心靈感應的現象等,能夠依靠于量子科學獲得挺好的解釋。
而基于量子的奇特糾纏現象,研究團隊就提出了一種“量子雷達”設想,并開發(fā)了原型。而借助量子技術在通信領域的應用并不是德國科學家的首創(chuàng),包括我們國家,以及日本、英國等院校與科研機構都在積極地探求。
基于量子科學的通信技術具有特別強的保密性,目前除了是在雷達通信,包括在計算機、衛(wèi)星等領域都有了廣泛的探求。而基于量子科學的雷達,其表現有望趕超傳統(tǒng)的雷達。傳統(tǒng)雷達的工作原理是發(fā)射無線電波或微波,之后接收偵聽各個方向的訊號回彈量子物理糾纏的原理,以清晰勾勒出特定區(qū)域中的物體。新型“量子雷達”的原理與之相同量子物理糾纏的原理,但它發(fā)射的是光波、而不是無線電波。
首先,研究人員打算了一對糾纏狀態(tài)的光子。其中一個屬于“信號”()光子,另一個則被當作“惰輪”(idler)。在將訊號光子發(fā)送到被測量的物體上時,惰輪光子繼續(xù)保持不受任何干擾的隔離狀態(tài)。當訊號返回時,它會發(fā)生變化、并且對惰輪光子形成即時的影響。而量子雷達就是依靠于惰輪光子,來確定該區(qū)域中是否存在目標物體。當訊號光子大跌訊號時,兩種類型的光子之間會遺失真正的量子糾纏,但保留了足夠的信息來創(chuàng)建可確定物體讀數的簽名特點()。
雖然目前基于量子科學的雷達還處于探求階段,雖然此次瑞典科學家的研制還難以達到應用層次,其接收的訊號也還相對微弱。但這項探求起碼在理論與原型階段實現了可行性,同時也為未來的量子雷達的應用提供了可能。