【摘要】：通過將傳統(tǒng)雷達探測技術(shù)與現(xiàn)代量子信息處理技術(shù)有機結(jié)合,量子雷達在弱反射率目標探測上能夠提供經(jīng)典探測手段無法比擬的優(yōu)勢.作為非常具有潛力的量子雷達類型之一,量子照射雷達以糾纏光子為探測手段,依靠對量子關(guān)聯(lián)特性的測量能夠完成目標有無的判斷.首先對量子雷達的概念和分類進行了簡單介紹;然后對雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達和高斯態(tài)量子照射雷達的工作機理與關(guān)鍵技術(shù)進行了分析與討論,并將兩種方式的量子照射雷達與經(jīng)典探測手段進行了性能對比,結(jié)果顯示量子照射雷達在信噪比、準確性、抗噪性以及隱身性等方面都具有明顯的優(yōu)勢;最后指出了量子照射雷達目前存在的問題和未來發(fā)展的方向.
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圖片說明： 提高量子雷達的探測效率進行深入討論．２量子照射雷達的工作機理及關(guān)鍵技術(shù)量子照射雷達的首要任務(wù)是判斷目標物體是否存在于所探測的區(qū)域之內(nèi)，在探測過程中所使用的信號光子與本地的輔助光子是相互糾纏的．依據(jù)所采用糾纏態(tài)的類型，，量子照射雷達分為兩類：雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達與高斯態(tài)量子照射雷達．２．１雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達２．１．１雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達的工作機理量子照射雷達的基本結(jié)構(gòu)框架如圖１所示，雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達首先需要在發(fā)射端制備一對雙光子最大糾纏態(tài)｜ψ〉ＳＡ＝１i幔洹疲耄搿擔櫻搿擔粒ǎ保┦街校海雍停練直鴇硎拘藕毆庾佑敫ㄖ庾櫻唬搿擔櫻簾硎拘藕毆庾踴蚋ㄖ庾擁哪Ｊ劍唬湮講餛髂芄磺值哪Ｊ絞浚吮閿詡撲�，纠缠态还可覇T硎疚芏人惴男問濺眩櫻粒劍住擔櫻痢處祝跡繃孔誘丈淅狀锏慕峁箍蚣茉諭瓿刪啦鬧票鋼�，信簹追f環(huán)⑸淶僥勘昕贍艽嬖詰那潁ㄖ庾釉蟣槐Ａ粼詒鏡氐牧孔蛹拇嫫韉敝校藕毆庾鈾丈淶那虼τ諶裙獬≡肷眩庵校瓷瀆飾塹哪勘晡鍰逡韻嗤母怕蝕嬖諢蠆淮嬖冢綣勘瓴淮嬖�，那檬[藕毆庾詠耆г誑占淶敝校禱亟郵斬說墓庾尤坷醋雜讜肷獬�，该过程可覇T硎疚郟保埃葒眩櫻痢眩櫻粒埃濺眩班gＩＡｄ＝［（１－ｄｂ）｜ｖａｃ〉Ｓ〈ｖａｃ｜＋ｂＩＳ］鄃ＩＡｄ＋Ο（ｂ２）．（２）式中：下標０表示目標不存在的情況；ＩＳ和ＩＡ分別為信號光子與輔助光子的單位密度算符；｜ｖａｃ〉表示真空態(tài)；ｂ表示每
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圖片說明： 子Ｃｈｅｒｎｏｆｆ極限（ＱｕａｎｔｕｍＣｈｅｒｎｏｆｆＢｏｕｎｄ，ＱＣＢ）［７，３７］：ＰＮｅｒｒ≤ＰＮＱＣＢ＝１２εＮＳＡ．（６）式中，εＳＡ＝ｍｉｎ０≤ｒ≤１ｔｒ（ρ１－ｒＳＡ０ρｒＳＡ１）．（７）通過計算可以得到［１０］εＳＡ＝ｍｉｎ０≤ｒ≤１１－ηｒ＋ｂｄ－１＋１＋ηｄ（）ｂ｛［］｝ｒ＋Ο（ｂ２，ηｂ）．（８）雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達系統(tǒng)的原理實驗裝置如圖２所示，利用激光泵浦偏硼酸鋇（ＢａｒｉｕｍＢｏｒｏｎＯｘｉｄｅ，ＢＢＯ）晶體發(fā)生參量下轉(zhuǎn)化過程制備雙光子偏振糾纏態(tài)，一路光子照射模擬目標物體的５０∶５０分束器，另一路光子則通過反射鏡直接進入圖２雙光子糾纏態(tài)量子照射雷達系統(tǒng)物理實現(xiàn)示意圖１６３第２期劉凱等：量子照射雷達技術(shù)的基本原理與研究進展
【作者單位】： 中國電波傳播研究所電波環(huán)境特性及�；夹g(shù)重點實驗室;中國海洋大學信息科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(No.61640009)
【分類號】：TN958

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本文編號：2513311