Войти

Очередной "первый в мире" квантовый радар

8725
25
0
Источник изображения: warspot.ru

Разработчиков квантовых радаров стало больше. Вчера, 27 августа, журнал Popular Mechanics сообщил о том, что Австрийский институт наук и технологий (Institute of Science and Technology, IST) объявил о создании "первой в мире" квантовой радиолокационной системы.

По словам Шабира Барзанджа, руководителя группы учёных, разработавших квантовый радар, новое устройство может использоваться как в медицине, так и для охранных или военных целей. В первом случае медики смогут изучать внутренние ткани живых существ без вреда для них.

Австрийский институт наук и технологий.

Источник изображения: ist.ac.at

В случае задействования для охраны новый тип радара способен с высокой точностью идентифицировать объекты и людей. По словам разработчиков, военные смогут обнаруживать цели, оставаясь для них незамеченными (традиционные радары легко обнаружить по их излучению).

Принцип действия австрийского квантового радара аналогичен разработкам, которые ведутся в Канаде, Китае и других странах. Так, для определения объекта используется один из пары фотонов, тогда как второй остается контрольным и предназначен для отсечения фоновых шумов.

Квантовый радар работает по принципу "квантовой запутанности" — физического явления в квантовой механике. Радар генерирует пару взаимосвязанных фотонов, один из которых остаётся контрольным, а второй выпускается в открытое пространство и отражается от окружающих предметов. При возвращении отражённого фотона он коррелирует с контрольным и трансформируется в изображение на экране оператора.

Квантовые технологии имеют большой потенциал для создания принципиально новых устройств, в том числе для военных целей. В 2015 году о разработке квантового радара, способного обнаруживать самолёты-"невидимки", объявила группа британских учёных из Йоркского университета. В 2016 об успехах в этой области объявили в Китае, а в 2018 — в Канаде. В основе этих радаров также лежит явление квантовой запутанности, когда любое воздействие, оказанное на один из "запутанных" фотонов, проявляется и на другом. Кроме того, фотонный локатор разрабатывается в США для использования на подлодках.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
25 комментариев
№1
29.08.2019 10:47
Цитата
По словам разработчиков, военные смогут обнаруживать цели, оставаясь для них незамеченными (традиционные радары легко обнаружить по их излучению).

Квантовый радар работает по принципу "квантовой запутанности" — физического явления в квантовой механике. Радар генерирует пару взаимосвязанных фотонов, один из которых остаётся контрольным, а второй выпускается в открытое пространство и отражается от окружающих предметов. При возвращении отражённого фотона он коррелирует с контрольным и трансформируется в изображение на экране оператора.
Из этого объяснения неясно, как этот радар будет оставаться незамеченным, ведь он по прежнему излучает..? Кмк гонят фуфло. Выйгрыш лишь в большей помехоустойчивости, что конечно уже немало.
0
Сообщить
№2
29.08.2019 11:38
А РОФАР к этому отношение имеет?
0
Сообщить
№3
29.08.2019 12:39
Но вот главный вопрос, - как же  фотон узнает, в какую сторону ему возвратиться? Ведь диффузное отражение целей может отфутболить этот единственный  фотон в любую, в том числе, совсем в другую  сторону.  Пока  мне не объяснят,  чем гарантируется возврат этого "блуждающего" фотона,  - все это просто псевдонаучный блеф.
0
Сообщить
№4
29.08.2019 13:01
Цитата, Фотон сообщ. №3
О фотоне в ед. числе пишут лишь при обьяснении принципа работы устройства, а не в том смысле что радар оперирует единичными фотонами.
0
Сообщить
№5
29.08.2019 13:06
Цитата, beka1 сообщ. №2
А РОФАР к этому отношение имеет?
Может иметь, а может не иметь. Данные технологии могут быть совмещены рамках одного устройства, но это не обязательно - это разные аспекты их работы.
0
Сообщить
№6
29.08.2019 14:52
Цитата, beka1 сообщ. №2
А РОФАР к этому отношение имеет?
В том виде, в котором он был в свое время представлен, не имеет.

Все эти "квантовые радары" строятся на основе управляемых оптических линий задержки, практически воплощенных примерно 10 лет назад и основная задача исследований - разработка способа обработки оптического сигнала с использованием эффекта "квановой запутанности".
Т.е., собственно, исследуется возможность практической реализации данного эффекта.
0
Сообщить
№7
29.08.2019 15:14
Фотон, фотону рознь. Они используют микроволновое излучение и запутанные фотоны имеют микроволновую природу. Пришлось читать оригинальную статью в MIT Technology Review, которая перекочевала в Popular Mechanics а потом в Warspot.ru. Статья размягчилась основательно.
Цитата, q
The device is simple in essence. The researchers create pairs of entangled microwave photons using a superconducting device called a Josephson parametric converter. They beam the first photon, called the signal photon, toward the object of interest and listen for the reflection.
In the meantime, they store the second photon, called the idler photon. When the reflection arrives, it interferes with this idler photon, creating a signature that reveals how far the signal photon has traveled. Voila—quantum radar!
Устройство довольно простое. Исследователи создают пары запутанных микроволновых фотонов используя сверхпроводниковое устройство называемое Параметрический Преобразователь Джозефсона. Они пускают первый фотон по направлению объекта и ловят отражение.
В тоже время, они они сохраняют второй фотон из пары, который называется холостой. Когда отражение приходит назад, оно взаимодействует с холостым фотоном и по этому взаимодействию понятно как далеко первый фотон путешествовал. Вот вам и квантовый радар.

Основные преимущества - незаметность, поскольку он стреляет микроволновым излучением сравнимым с фоновым, а фильтровать просто, по характеристикам  холостого фотона. И разрешение очень хорошее, то есть можно видеть очертания самолета, количество двигателей.
+1
Сообщить
№8
29.08.2019 17:57
Цитата, Фотон сообщ. №3
Но вот главный вопрос, - как же  фотон узнает, в какую сторону ему возвратиться?
Он не возвращается никуда, т.к. используются пары фотонов, в этом и принцип квантовой запутанности, то когда изменяется состояние посланного фотона тогда изменится состояние оставшегося. При этом, если не ошибаюсь, состояние изменится мгновенно.
+2
Сообщить
№9
29.08.2019 19:23
Цитата, Воин3D сообщ. №8
Нет. Если бы это было возможно, то мы бы могли создать устройства связи с мнгновенной скоростью передачи информации. Однако эффект квантовой запутанности этого не позволяет.
+1
Сообщить
№10
29.08.2019 19:29
Цитата, gvinpin сообщ. №7
Основные преимущества - незаметность, поскольку он стреляет микроволновым излучением сравнимым с фоновым
Т.е. излучатель этой РЛС очень слабенький?
0
Сообщить
№11
29.08.2019 20:48
ну, тогда становится понятнее. Но где хранить первый фотон, пока второй фотон пары путешествуя, не наткнется на препятствие? Это несколько десятков  микросекунд в пределах видимого горизонта.
0
Сообщить
№12
30.08.2019 01:05
Цитата, Воин3D сообщ. №8
Он не возвращается никуда,
+1
Сообщить
№13
30.08.2019 01:08
Цитата, forumow сообщ. №10
Т.е. излучатель этой РЛС очень слабенький?
Да, не имея характеристик сигнального фотона, не отличим от фоновой радиации.
+1
Сообщить
№14
30.08.2019 02:26
Цитата, Фотон сообщ. №11
Но где хранить первый фотон, пока второй фотон пары путешествуя, не наткнется на препятствие?
Вот возможный ответ:
https://habr.com/ru/post/362585/
0
Сообщить
№15
30.08.2019 12:48
Цитата, gvinpin сообщ. №12
Он не возвращается никуда,
https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fhi-news.ru%2Fscience%2Ffiziki-kvantovo-zaputali-fotony-odnovremenno-ne-sushhestvuyushhie.html&d=1
Запутанность появляется, когда вы берете два фотона. Каждый из них можно поставить в состояние неопределенной вертикальности или горизонтальности. Но поскольку фотоны запутываются, их состояние будет идентичным, даже если вы не измерите его. К примеру, вы измеряете первый фотон и обнаруживаете, что он поляризован горизонтально. В тот же момент вы понимаете, что второй фотон схлопывается и вертится в вертикальном положении — вне зависимости от того, как далеко он находится. И поскольку этот распад происходит моментально, сам Альберт Эйнштейн окрестил запутанность «жутким действием на расстоянии». Все это не противоречит общей теории относительности: вы не можете контролировать результаты измерения первого фотона, поэтому квантовая связь не может передавать сообщение, которое движется быстрее света.
На самом деле противоречит, далее в той же статье
Илий Мегидиш, Хагаи Айзенберг и коллеги из Еврейского университета Иерусалима запутали два фотона, которые не существовали в одно и то же время. Они начали со схемы, известной как запутывание с заменой. Для начала исследователи облучали лазером специальный кристалл несколько раз, чтобы создать две пары фотонов, 1-2 и 3-4. В начале фотоны 1 и 4 не были запутаны. Но они будут таковыми, если ученые произведут особый трюк с 2 и 3.

Суть в том, что измерение «проектирует» частицу в определенное положение — точно так же, как измерение фотона заставляет его коллапсировать в вертикальное или горизонтальное положение. Поэтому, даже если фотоны 2 и 3 начинают, не будучи запутанными, физики могут проделать «проектирующее измерение», которое установит запутанную связь между двумя разными парами. Это измерение запутает фотоны, даже путем поглощения и уничтожения их. Если ученые измерят только события, в которых запутанности фотонов 2 и 3 приходит конец, измерение также запутает фотоны 1 и 4. Эффект напоминает работу четырех цепных шестеренок: две внутренних задают связь внешним двум.

В последнее время физики работали в рамках обычного времени. К примеру, в прошлом году было показано, что запутывание с заменой будет работать даже после того, как состояния фотонов 1 и 4 будут измерены. Теперь же Айзенберг и его коллеги показали, что фотоны 1 и 4 могут вообще не существовать одновременно, о чем и поспешили сообщить в Physical Review Letters.

Чтобы проделать это, они сначала запутали пару 1 и 2, а после измерили поляризацию 1. Сразу после этого была создана запутанная пара 3 и 4, и выполнено проектирующее измерение. Наконец, ученые измерили поляризацию фотона 4. И хотя фотоны 1 и 4 никогда не существовали одновременно, измерения показали, что их поляризации в конечном счете запутались. Айзенберг подчеркнул, что хотя в теории относительности время измеряется по-разному наблюдателями, которые движутся с разной скоростью, ни один наблюдатель никогда не видел два фотона сосуществующими.
Эксперимент показал, что думать о природе запутанности как о физически осязаемой связи, совершенно неправильно.
    «Там нет момента во времени, когда два фотона существуют одновременно», — говорит физик. — «А значит вы не можете сказать, что система запутана в этот или в тот момент».
Тем не менее, явление существует. Антон Цайлингер, физик из Венского университета, согласился с тем, что эксперимент показывает, насколько скользкой остается квантовая механика.
    «Она неуловима, потому что демонстрирует в большей или меньшей мере, что квантовые события находятся за пределами наших повседневных представлений о пространстве и времени».
0
Сообщить
№16
30.08.2019 14:19
Цитата, Воин3D сообщ. №15
Я Вам из статьи картинку показал, и они в статье говорят что сигнальный фотон должен быть отражен и пойман. Не отвечайте на мои комментарии. Я не воин, и на трех диванах не сижу.
0
Сообщить
№17
30.08.2019 16:58
Цитата, gvinpin сообщ. №16
Не отвечайте на мои комментарии.
Не знал, что вам можно комментировать меня, а мне это крайне не желательно. Это вас в англо-саксонском мире так научили себя ставить внутри социума?
0
Сообщить
№18
31.08.2019 01:35
Цитата, Воин3D сообщ. №17
Дружище Воин3D, как можно с Вами спорить? Почитайте оригинальную статью, там все написано.
https://www.technologyreview.com/s/614160/quantum-radar-has-been-demonstrated-for-the-first-time/
А если совсем в науку захочется, то пожалуйста https://arxiv.org/pdf/1908.03058.pdf
Но с Вами, я время попросту трачу, Вас это не интересует. Вы поспорить пришли.
0
Сообщить
№19
01.09.2019 10:54
Цитата, forumow сообщ. №9
Однако эффект квантовой запутанности этого не позволяет.
Позволяет. В этом и весь смысл. Само явление квантовой телепортации доказательство нелокальности. Привет теории волны пилота.
Так что самое использование квантовых эффектов в "радарах" позволяет реализовать квантовые сенсоры которые только отдаленно похожи на радар. Весь смысл, что если одна запутанная частица меняет свои свойства, то и вторая изменит свои свойства мгновенно. Что позволяет "видеть". Другой вопрос что в данном случае используется квантовая запутанность для работы радара в скрытом режиме, когда излучение радара не выше природного шума. Но это не означает что в том же устройстве нельзя буквально применять квантовый эффект запутанности для получения изображения объекта или отслеживания любых измерений среды.
Так что с появлением квантовых радаров все технологии "стелс" теряют всякий смысл. И очевидно что данное направление радиофотоники получит быстрое развитие. Что качественно новые приборы, от которых скрыться уже невозможно, а сами такие приборы скорее сенсоры. И сенсоры позволяющие видеть сами изменения окружающей среды, способные дать подробное изображение наблюдаемого объекта.
-1
Сообщить
№20
01.09.2019 12:42
Цитата, Корректор сообщ. №19
явление квантовой телепортации
Мне кажется Вы неправильно понимаете квантовую телепортацию, или я Вас неправильно понял. Там свойства фотона передаются, не сам фотон. Вам все равно надо сделать так, что бы сигнальный фотон, имел контакт с обьектом. То есть его надо физически перед самолетом поместить. Свойства фотона поменяются, теперь можно телепортировать, но нужен канал связи между двумя фотонами. Я тут 2 проблемы вижу, как фотон послать к самолету и как устроить канал связи между сигнальным и холостым фотоном.
Поэтому, то что эти ребята делают понятно и в скором времени мы увидим такие радары.
-1
Сообщить
№21
02.09.2019 15:23
Теория вопроса действительно напоминает  лабуду, что вообще характерно для квантовых теорий. Наверно, после какого-то физического процесса, который по мнению физиков должен связать фотоны, сам аппарат ориентирован в определенном направлении, куда фотон и отправляется по идее. Затем засекается время до изменения второго фотона. Непонятно, как задерживается второй фотон. Может быть они разделены изначально.  Но ощущение того, что процесс имеет совсем другое объяснение, нежели принято считать сегодня, не пропадает.
0
Сообщить
№22
02.09.2019 15:57
Цитата, gvinpin сообщ. №20
Мне кажется Вы неправильно понимаете квантовую телепортацию, или я Вас неправильно понял. Там свойства фотона передаются, не сам фотон. Вам все равно надо сделать так, что бы сигнальный фотон, имел контакт с обьектом. То есть его надо физически перед самолетом поместить. Свойства фотона поменяются, теперь можно телепортировать, но нужен канал связи между двумя фотонами.
Да не нужен никакой канал связи. :))) В том и суть квантового парадокса. Просто не думайте о двух фотонах, а думайте об одном но локализованным в двух пространственных координатах. :)))
А поместить его перед объектов как обычно направленным излучением. Лазер отлично справится.;)
Цитата, Baltas сообщ. №21
Но ощущение того, что процесс имеет совсем другое объяснение, нежели принято считать сегодня, не пропадает.
Например теория волны пилота может больше соответствовать реальности чем копенгагенская интерпретация.
И китайцы говорят что уже реализовали квантовый радар в полном смысле слова. Да если подумать, то нет никаких теоретических проблем в реализации. Но есть определенные сложности в технической реализации. Тут такое дело, нужно не измерять "холостой" фотон, что не позволяет квантовая механика, а следить "что изменилось" в потоке холостых фотонов. Вот потому и написал что это никакой не радар, а самый натуральный "сенсор изменений" пространственного окружения. И работать может на диких дистанциях и скрыть изменения содержимого пространства от него невозможно.
0
Сообщить
№23
02.09.2019 16:25
Цитата, Baltas сообщ. №21
Непонятно, как задерживается второй фотон.
Это из научной статьи, негусто информации.
Цитата, q
The idler mode is heterodyned and stored classically at room temperature.
Холостой фотон гетеродинирован и хранится классически при комнатной температуре.
0
Сообщить
№24
02.09.2019 16:34
Цитата, Корректор сообщ. №22
Да не нужен никакой канал связи. :)))
Я читал несколько статей про квантовую телепортацию, и каналы связи там как раз нужны. Китайцы недавно телепортировали на 1600 км и использовали 2 спутника и наземную станцию. Это было первое телепортирование без оптического кабеля, но канал связи и там сказали тоже нужен. Может Вы о чем то другом говорите? В этой теме запутаться легко.
0
Сообщить
№25
03.09.2019 01:08
Цитата, gvinpin сообщ. №24
Может Вы о чем то другом говорите?

Это вы о чем то другом говорите. Сама связь между запутанными частицами мгновенна.
Канал связи нужен не для запутанной частицы, а для получателя и отправителя запутанной частицы, чтобы узнать квантовое состояние частиц.

пы.сы. прелестно, пилот самоля будет измерять состояние спина фотона и отсылать по каналу связи врагу сидящему на квантовом радаре ))) нормальный такой канал связи, а зачем тогда радар?))))
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 23.11 13:23
  • 5843
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.11 12:43
  • 4
Путин оценил успешность испытаний «Орешника»
  • 23.11 11:58
  • 1
Путин назвал разработку ракет средней и меньшей дальности ответом на планы США по развертыванию таких ракет в Европе и АТР
  • 23.11 10:28
  • 2750
Как насчёт юмористического раздела?
  • 23.11 08:22
  • 685
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 23.11 04:09
  • 1
Начало модернизации "Северной верфи" запланировали на конец 2025 года
  • 22.11 20:23
  • 0
В рамках "корабельной полемики".
  • 22.11 16:34
  • 1
Степанов: Канада забыла о своем суверенитете, одобрив передачу США Украине мин
  • 22.11 16:14
  • 11
Россия впервые ударила межконтинентальной баллистической ракетой по Украине. На что способен комплекс «Рубеж»?
  • 22.11 12:43
  • 7
Стало известно о выгоде США от модернизации мощнейшего корабля ВМФ России
  • 22.11 03:10
  • 2
ВСУ получили от США усовершенствованные противорадиолокационные ракеты AGM-88E (AARGM) для ударов по российским средствам ПВО
  • 22.11 02:28
  • 1
Путин сообщил о нанесении комбинированного удара ВС РФ по ОПК Украины
  • 21.11 20:03
  • 1
Аналитик Коротченко считает, что предупреждения об ответном ударе РФ не будет
  • 21.11 16:16
  • 136
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 21.11 13:19
  • 16
МС-21 готовится к первому полету