افزایش دقت رادار کوانتومی

نگاهی جدید به رادار کوانتومی نشان می دهد که ممکن است دقت را بیش از آنچه تصور می شد افزایش دهد. تیمی از محققان دانشگاه آریزونا و MIT گزارش می دهند که رادار کوانتومی ممکن است بتواند دقت سیستم های راداری را بیش از آنچه تصور می شد افزایش دهد. این گروه در مقاله خود که در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، رویکرد جدیدی را برای توسعه رادار کوانتومی و موانعی که بر سر راه توسعه آن قرار دارند، توصیف می‌کنند.

رادار با شلیک تشعشعات مایکروویو به یک جسم و سپس اندازه‌گیری سیگنال‌هایی که از آن بازمی‌گردند، کار می‌کند. رادار در حالی که برای بسیاری از کاربردها کاملاً مؤثر است، هنوز برای کاربردهای مسافت طولانی به کیفیت مطلوب نرسیده است. در چند دهه گذشته، زمانی که دانشمندان بیشتر در مورد درهم تنیدگی کوانتومی یاد گرفتند، برخی پیشنهاد کردند که ممکن است از آن برای بهبود سیستم های راداری استفاده شود.  در واقع، ارسال یکی از دو فوتون درهم‌تنیده به یک هدف، قطعیت سیگنال های دریافتی(بازگشتی از مانع) را بهبود می بخشد و توانایی شناسایی آن از نویز محیط پیرامون را افزایش می دهد. متأسفانه، بهره نه خیلی زیاد(تقریباً 2 تا 4 برابر) ارزش هزینه زیاد اضافه کردن توانایی‌های کوانتومی به یک سیستم راداری را نداشت. در این تلاش جدید، محققان دریافتند که استفاده از درهم تنیدگی به روشی دیگر می‌تواند دقت آن را تا 500 برابر بیشتر از سیستم‌های فعلی افزایش دهد. محققان تشخیص دادند که می‌توان دقت را با کشش پالس‌ها (دسته‌های فوتون) که به هدف ارسال می‌شود، بهبود بخشید. این شامل جاروب کردن فرکانس رادار از بالا به پایین در حین تولید و ارسال پالس بود که فوتون را به موقع کشاند(به لحاظ زمانی) و فرکانس آن را بهتر تعریف کرد. این همچنین باعث شد که شریک آن بهتر تعریف شود و در نتیجه اطمینان بیشتری از سیگنال حاصل شود. محققان خاطرنشان می‌کنند که دلیل اینکه این رویکرد می‌تواند کار کند این است که از تنوع آماری در تشخیص استفاده می‌شود و تغییرات در تشخیص را محدود می‌کند. متأسفانه، علیرغم این کار، محققان اذعان دارند که هنوز یک مانع وجود دارد که باید قبل از اینکه رادار کوانتومی به واقعیت تبدیل شود به وقوع بپیوندد. وسیله ای که توانایی تولید و انتشار نرخ تک‌فوتون‌های بیشتری را داشته باشد. سیستم‌های فعلی تقریباً 1 میلیون فوتون در ثانیه ساطع می‌کنند. یک سیستم رادار کوانتومی به دستگاهی نیاز دارد که بتواند فوتون‌ها را با سرعت چند مرتبه بالاتر از خود ساطع کند.

لینک خبر: https://phys.org/news/2022-01-quantum-radar-boost-accuracy-thought.html