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2025-10-24 0
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近日,据《南华早报》等媒体报道,中国已启动一款名为“光子捕手”的四通道单光子探测器的大规模生产工作,该设备专为量子雷达系统设计,旨在提升对隐身目标的探测能力。
这一突破性成果被视为中国反隐身技术的重大进展,有望使未来的雷达系统实现超远距离追踪美国F-22战斗机和F-35战斗机的能力。
【中电14所在展会上展出的光量子雷达】
量子雷达之所以能实现对隐身目标的超远距离跟踪,是因为其与传统雷达在探测和处理目标反射的方式存在原理性差别。
传统雷达通过向目标发射电磁波,而后电磁波被目标物体反射,再根据回波的强度、时间和频移进行分析,以确定目标距离和速度。
而量子雷达是利用量子纠缠和量子照明技术,通过发射纠缠光子来对目标进行探测的。 其中,一个光子被发射出去与目标相互作用,另一个光子则被保留在接收端用于量子比对。
通过比对,可以极大地过滤背景噪声,在极低的信号强度下仍能精确识别目标,从而提高探测灵敏度和分辨率,尤其在应对隐身技术方面具有优势。
【基于纠缠光子对目标探测示意图】
隐身飞机如F-22和F-35,其设计核心在于通过特殊外形和吸波材料来散射或吸收雷达波,从而最小化反射信号,使反射信号被背景噪声覆盖。传统雷达依赖于反射信号的强度,如果信号过弱,就难以从背景噪声中区分出目标。
然而,量子雷达从根本上改变了这一运行逻辑。它不依赖信号的整体功率,而是专注于光子级别的量子关联。
即使隐身飞机只反射极少量的光子,量子雷达也能通过匹配存储的闲置光子,将这些微弱的回波识别为真实目标。
【美国隐身技术的经典标杆,F-22与F-35隐身战斗机】
除此之外,量子雷达的优势还体现在其数据处理能力和环境适应性上。
中国的“光子捕手”探测器据报道具有约90%的探测效率,这意味着几乎每一个入射光子都会被记录,极大减少了信息丢失。
同时,该设备能在50摄氏度至负120摄氏度的宽温度范围内运行,无需极低温冷却,这使其更容易集成到机载或移动雷达系统中。
相比之下,传统雷达在面对低可观测目标时,往往需要增大发射功率或依赖多个雷达协同,但这又会增加被敌方反辐射弹药打击的风险。
量子雷达则通过量子关联实现了“以静制动”,在低功耗下达成高探测性能,从而在隐身与反隐身的博弈中占据先机。
根据相关报道,中国之前已经积累了量子探测的相关技术。根据2017年公开的全国复杂环境下雷达设计、干扰及防护学术交流大会报告文集中的内容可知,中国电子科技集团早已在青海湖联合开展了量子雷达的远距离探测实验,并通过实验验证了基于单光子检测的探测技术应用于雷达系统的可行性。
同时,相关研究所还开展了大量关于量子相参激光雷达的实验研究,并已经研制出原理样机,但是对隐身目标探测威力暂时还有限。
除此之外,还进行了将量子密钥分配协议应用于雷达系统,以增强雷达抗干扰性能的试验。
从更广泛的视角来看,中国量子雷达技术的进展,给予了全球军事技术演变一个新的方向。
随着美国等西方国家在隐身技术领域的领先,反隐身技术正在成为许多国家研发的重点。
量子雷达的出现,可能打破美国等西方国家通过隐身霸权构建的空中优势,因为它不仅破解了现有的隐身原理,还可能推动新一代防御系统的诞生。
例如,将量子雷达与6G技术驱动的电子战系统相结合,可以实现更精准的目标跟踪和数据共享,还可以通过量子加密链路确保信息传输的安全。
【量子态隐形传输示意图】
尽管量子雷达目前仍处于研发初期,面临诸如量子相干性维持、数据处理瓶颈和有效距离限制等挑战,但中国成功量产单光子探测器的结果表明,这项技术正从理论走向实践。如果这些工程障碍被逐步攻克,量子雷达有望在不久的将来集成到中国的防空网络中,提供连续、可靠的空中监视能力。
总之,中国研发的量子雷达代表了一项具有颠覆性的技术创新,它通过量子力学原理提升了探测隐身目标的能力,对F-22和F-35等隐身机构成了巨大威胁。
这项技术不仅彰显了中国在高端科技领域的崛起,还可能重塑未来空战的格局,推动军事技术向量子赋能方向转变。
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