Квантовый радар может обнаруживать цели, невидимые на экранах обычных РЛС

Квантовый радар может обнаруживать цели, невидимые на экранах обычных РЛС

В квантовой запутанности две или больше частиц связаны между собой состоянием взаимного мгновенного влияния, независимо от того, насколько далеко они находятся друг от друга. Теперь это свойство может использоваться не только в квантовых компьютерах, но и в других областях, начиная от атомных часов и создания невзламываемых кодов до магнитной навигации как у птиц. Одной из сфер применения является использование корреляции между запутанными микроволновым и оптическим лучами для обнаружения объектов с низкой отражательной способностью  — создающей эффект квантового радара.

Как правило, в квантовом компьютере запутанными частицами являются ионизированные атомы, выступающие в качестве кубитов, в то время как в сетчатке глаза пернатых — электроны, которые образуют так называемую радикальную пару. Для создания квантового радара необходимо в качестве запутанных частиц использовать фотоны микроволнового диапазона. Исследователи под руководством Стефано Пирандола предположили, что этого можно достичь за счёт взаимопревращения микроволновых и оптических сигналов с помощью так называемого электро-оптомеханического преобразователя.

Такое устройство можно приспособить для каждого вида этих излучения с помощью полостей, разделённых вибрирующей мембраной, которая запутывает оптическое и микроволновое поля. Для передачи этих видов энергии такая квантовая установка будет эффективнее классических микроволновых радаров. Исследователи утверждают, что их система была бы идеальным решением для обнаружения объектов с низкой отражательной способностью на фоне сильного теплового излучения. Поэтому квантовый радар  можно будет использовать для обнаружения целей, едва заметных на фоне неба.

Судя по описанию, конструкция устройства напоминает базовую систему интерферометров, использующих зондирующий и опорный лучи. Преобразователь создает зондирующий луч микроволнового диапазона, который подсвечивает объект, в то время как видимый луч действует в качестве опорного луча — или «холостого пучка», как его называют. Два луча затем смешивают друг с другом в детекторе.

Идея квантовой подсветки впервые была предложена ещё в 2008 году Сетом Ллойдом. В 2013 году Пирандола со своими коллегами впервые продемонстрировали, что можно использовать для этого видимые лучи света. Однако, разработка технологии для работы в продолжительном микроволновом режиме довольно сложная задача. Для диапазона радиочастот есть много других интересных областей применения. Хотя обычно процедуру МРТ не связывают с видами ионизирующих излучений, которые можно ожидать в технологиях по типу компьютерной томографии, для получения изображений белков или нуклеиновой кислоты слабая мощность ЯМР была бы очень полезной.

Аналогичным образом, преимущество подсветки цели с использованием минимального количества энергии, необходимой для её идентификации, увеличивает шансы для радара оставаться незамеченным. Хотя следует отметить, что разработка квантового радара пока находится на начальном этапе, такие удивительные возможности в скором времени могут привлечь серьёзных покровителей.