一個國際物理學家團隊在最新一期《科學進展》雜志撰文稱，他們研制出一款新的雷達原型，該原型使用量子糾纏探測目標，有望對生物醫(yī)學和安全行業(yè)產(chǎn)生重大影響。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，這款原型設備由來自奧地利、美國和意大利的研究人員攜手開發(fā)，也被稱為量子雷達，使用了名為“微波量子照明”的新型探測技術，該技術利用糾纏的微波光子作為探測方法。這款設備能在嘈雜的熱環(huán)境中探測物體，而傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)身處此類環(huán)境經(jīng)常會發(fā)生故障，因此有望廣泛應用于超低功耗生物醫(yī)學成像和安全掃描儀等領域。
研究人員解釋道，最新設備使用量子糾纏作為一種新的檢測形式。量子糾纏即兩個粒子相互影響的現(xiàn)象，這種影響不受距離的限制，即使相距遙遠，一個粒子的變化仍會瞬間影響另外一個粒子。
在研制這款設備時，研究人員沒有使用普通微波，而是讓兩組光子——信號光子和閑置光子發(fā)生糾纏。信號光子朝探測目標發(fā)出，而閑置光子則在相對隔離、沒有干擾和噪聲的環(huán)境下被測量。當信號光子被反射回來時，信號光子與閑置光子間的真實糾纏消失了，但少量相關性保留下來，從而創(chuàng)建出一個描述目標物體是否存在的特征或圖案，整個探測與環(huán)境噪聲無關。
這項研究主要作者沙比爾·巴爾贊耶說：“我們所展示的是微波量子雷達的概念證明。利用在比絕對零度(零下273.14攝氏度)高千分之一攝氏度下產(chǎn)生的量子纏結，我們能在室溫下檢測出低反射率物體。”
盡管量子糾纏從本質上來說非常脆弱，但該設備相比傳統(tǒng)雷達技術具有一些優(yōu)勢。例如，在低功率水平下，傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)的靈敏度較差，因為它們很難區(qū)分物體反射的輻射與自然產(chǎn)生的背景輻射;而量子照明則解決了這個問題，因為信號和閑置光子之間擁有相似性(由量子糾纏產(chǎn)生)，這使它能更高效地區(qū)分信號光子(從目標物體接收)與環(huán)境內產(chǎn)生的噪聲。(記者劉霞)
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