剛剛，量子雷達時代駕到！ F-22隱身飛機竟已落伍？

作者：浩漢 劉鬧鬧

近日，不少媒體報道量子技術被運用在雷達領域，將大大提升雷達探測隱身目標的能力，或許可以將隱身時代終結。小編這次就將將這個量子雷達是怎麼一回事，它真得能終結隱身時代么？

量子技術，大家對這個名字並不陌生，或許對其中原理和一些經典結論不甚了解，不過沒關係，隨便翻翻大學物理教科書或是百度下，能有一些淺顯的認知。顧名思義，量子雷達是指將量子理論拓展到雷達技術中發展的一種新體制雷達。傳統雷達運用的是經典電磁波微波基礎體系，即依靠發射和接收電磁波來實現對目標的探測感知。量子理論中的東西被搬進雷達體系中來，就成為了所謂的量子雷達。

經典雷達與量子雷達示意圖

量子雷達可以大致分為三種形式。一是發射端利用量子態調製技術發射非經典信號，接收端採用經典方式接收；二是發射端採用經典方式發射，接收端對量子信號進行接收和處理；三是發射端和接收端均利用量子資源。由於電磁場具有波粒二象性，因此量子資源的利用既可以通過電磁場的波動性也可以通過其粒子性來實現。實際上，如果遵從最嚴格的定義，發射、接收和處理的均是量子信號的雷達，才能是真正意義上的量子雷達。即只有第三種形式才能被看成真正的量子雷達。目前而言，科學家在實驗室里進行的操作多為前兩種形式，第三種形式目前還很少見到，其難度可想而知。目前關於量子雷達的實驗多為探索為主，離工程實用尚且距離很大，更別提要滿足更為苛刻的軍事使用上的要求了。

典型量子雷達框架圖

那麼，使用量子雷達，好處都有啥呢？

1、 更遠的探測距離

相比於傳統雷達根據發射和接收到的電磁波進行處理，量子探測通過對光子量子態的檢測，實現超高靈敏度的探測。因此，量子探測相比傳統的探測手段可以檢測到更微弱的信號，理論上其作用距離可以提升數倍甚至數十倍。

2、 更低的發射功率

這其實是第一個優勢的福利，由於量子探測具有極高的靈敏度，因此相比傳統的探測手段，在保持相同威力範圍的前提下，量子探測所需的發射功率自然是更低的，在載荷有限的平台上應用具有較大優勢。對雷達發射機功率、散熱要求更低，天線還可以做得更小。

3、 更豐富的探測手段

相比傳統雷達利用電磁信號在空、時頻域上的特徵，量子探測利用量子資源，可以在更高維度上提取目標信息，從而具有更豐富的探測手段。

4、 更強的抗干擾能力

因為發射信號的功率可以更低，這天然具備一部分LPI信號的特點，其被截獲的可能性也就更低。另外，通過對信號的量子態調製，可以增強目標和雜波以及干擾信號的區別度，甚至能知曉對方是否截獲我方信號。抗干擾性能將獲得極大提升。

那麼根據雷達方程，量子雷達的靈敏度能有成百甚至上千倍的提升，正好可以抵消隱身飛機減小了20甚至30分貝的RCS。從這點來看，可以把隱身飛機扒皮，恢復到早期雷達探測普通飛機的水準。看起來是這樣的，技術上講也沒問題。然而現在要下結論說量子雷達是隱身飛機剋星，有一點點不公平。為什麼呢？因為現在隱身飛機很成熟，中美俄都有自己的低RCS戰機，而量子雷達還處於早期實驗室階段，甚至沒實現真正量子化，這麼比較，是不公平的。換句話說，現階段量子雷達根本不能實用，更別提去扒皮隱身飛機了。現在隱身與反隱身的對抗中，隱身一方仍然是處於螺旋上升階段中佔優勢的一方。

量子雷達要想真正具備實戰性能，需要在量子理論框架，演算法，器件等等一大堆領域實現重大突破才行，現階段量子理論還並不完善，這是其在物理底層上的一個天花板。其難度可想而知，要想使其成熟，保守估計也得要好幾十年的時間（實際上量子雷達這個概念提出來已經至少10年）。所以說還是別老想搞個大新聞，說量子雷達現在就是隱身飛機的剋星了！

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