資料圖：雷達掃描畫面下的B-2隱身轟炸機與鳥類
前些時間，中國某研究所曝出了其研製的某新型量子雷達通過了驗收的消息，緊接著海外媒體接二連三的報道其神秘的探測能力，甚至有海外評論認為，這款新型量子雷達能夠探測美國的F-22、F-35甚至是B-2隱身戰機。那麼，我們為什麼要發展量子雷達？量子雷達究竟有什麼特點？
以F-22為代表的四代隱身戰機正不斷引起軍備競賽
要知道，雷達技術歷經近80年發展，其理論、體制和技術應用都已經取得了巨大的發展。然而，隨著科學技術的發展，電子干擾、反輻射導彈、低空/超低空突防和隱身技術的應用等等新技術的出現，使得傳統雷達探測能力大大受到限制，甚至生存能力都受到了極大的威脅。那麼，如何提升雷達的探測性能，增強雷達對目標的探測、分辨與識別能力，尤其是對隱身目標的探測，已經成為了雷達研製與相關技術人員的研究熱點。
近些年來，量子理論與相關信息科學技術蓬勃發展，產生了量子通信、量子計算和量子成像等理論。其中，量子技術與雷達探測技術結合迎來了量子雷達技術的誕生，該技術可以提高雷達系統對目標的探測能力，對未來戰爭和空間探索方面有著巨大的應用前景。
不過，當前量子雷達尚無統一標準的定義，各國只給了它以格廣義定義：量子雷達是一種利用量子現象進行目標狀態感知與信息獲取的量子遠程傳感器。通過在發射端和接收端引入量子增程策略，量子雷達可以突破標準量子極限。相對於傳統雷達，量子雷達發射由少量數目光子組成的脈衝信號；信號光子與目標相互作用遵循量子電動力學規則，並用量子場論的方法來描述其散射過程；在接收機處採用光子探測器進行接收，並採用量子系統狀態估計與測量技術獲取回撥信號光子中的目標信息。
針對目前傳統的雷達的缺點，比如：發射功率大，電磁洩漏大；體積大，切機動性差；反隱身能力差；成像能力弱；信號處理複雜，實時性弱等。因此，現代雷達必須將環境對雷達信號的干擾將至最低，並能發現隱身目標，具備成像功能，減小發射功率，並具有便攜機動能力。然而，要想做到這些，就必須進一步提高雷達接收機的靈敏度。
如果要讓雷達接收機靈敏度達到極限，就必須讓接收機的電子器件集成度高度提高，電子器件集成度提高不可避免的出現量子小效應，這將導致電子期間功能失效。由於量子雷達處理的是單個光子上的量子信息，其接受機必將達到其靈敏度極限。
除此之外，量子雷達應用的量子信息技術中的信息載體為單個量子，信號的產生、調製和結合艘、檢測的對象均為單個量子，因此整個接收系統具有極高的靈敏度，即量子接收系統的噪聲基底極低，相比傳統雷達的接收機，噪聲基底能夠見底若干個數量級。在忽略工作頻段、雜波和動態範圍等實現因素，雷達作用距離可以大幅提高數倍甚至十倍。從而大大提升雷達對於小型目標，甚至是隱身目標的探測能力。
其次，量子信息技術中的調製對象為量子態，相比傳統雷達的信息調製對象，量子態可以表現微觀信息。從信息論角度出發，通過對高維信息的操作，可以獲取更多的性能。對於目標探測而言，通過高階信息調製，可以再部影響積累得益的前提下，進一步壓低噪聲基底，從而提升噪聲中微弱目標的檢測能力。而從信號分析角度觸發，通過對信號進行量子高階微觀調製，使得傳統信號分析方法難以準確提取徵收信號中的調製信息，而量子技術則在電子對抗環境下擁有無與倫比的抗偵聽能力。
總體而言，雷達通過使用量子技術，通過量子化接收，原理上可以有效降低接收信號中的噪聲基底功率；通過量子態調製，原理上可以增加信息處理的唯獨，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低發射吸納後被準確分心和複製的可能性，從而在目標探測和電子領域具有逛過的應用潛力。
目前，根據量子技術應用的差異，可以將量子雷達分為三大類：
一.干涉式雷達
這種雷達只在發射機中使用量子技術，採用非經典照射目標區域，接收機進行干涉式測量，其利用光源的量子特性，可以使雷達系統的距離分辨能力和角分辨能力突破經典性能極限。干涉式量子雷達的性能易受損耗、大氣的影響。
二.接收端量子增強雷達
這種列大采用傳統源照射目標區域，只在接收機中使用量子技術，該雷達與干涉式雷達不同，其採用相干態光源掃描目標區域，在接收處理中，利用微觀量子所具有高緯度相參特性，達到提高雷達的角度分辨率和增加雷達探測距離的目的。
三.量子照射雷達
量子照射雷達在發射信號中使用糾纏光源掃描目標區域，在接收處理中，利用量子高緯度相參特性，進行量子最優聯合檢測，從而實現目標的高靈敏探測。
以上這三種量子雷達中，接收端量子增強激光雷達是目前為止所有三種量子雷達方案中發展最快的一種方案。當然，量子干涉測量、量子激光雷達和量子照明技術等都是很具有前景的量子雷達。量子雷達的前景儘管十分客觀，可在目前其發展仍有眾多的需要解決的問題。但是，一旦量子雷達遇到的相關技術取得突破，未來無論是軍事還有空間探索領域都將帶來一場造福全人類的革命！
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