Ученые создали квантовый радар для условий плохой видимости

Прототип квантового радара, работающего на принципе квантовой запутанности, создала группа физиков под руководством Шабира Барзанеха (Shabir Barzanjeh) из австрийского Института науки и технологий (Institute of Science and Technology Austria), 8 мая результаты исследований опубликованы в журнале Advanced Sciеnce.

По словам ученого, прибор работает на основе тех же принципов, что и обычный радар, за исключением того, что в нем используются пары запутанных фотонов вместо отправки радиоволн для сканирования объекта. Квантовая запутанность — это явление квантового мира, при котором две частицы неразрывно связаны в пространстве и времени, даже находясь на значительном расстоянии друг от друга, и воздействие на одну из них мгновенно отражается на другой.

«Используя запутанность, созданную при температуре на несколько тысячных градуса выше абсолютного нуля, мы смогли обнаружить объекты с низкой отражательной способностью при комнатной температуре», — рассказал Шабир Барзанех.

В работе нового прототипа радара один фотон (фотон — элементарная частица энергии или света) из каждой запутанной пары частиц, называемый активным сигналом излучения, посылается к объекту, а оставшийся фотон, называемый «ленивым», находится в радаре, ожидая изменений от активного фотона.

Если фотонный сигнал отражается от объекта, то это действие улавливает «ленивый», что создает характерную картину помех, по которой можно отличить нужный сигнал от других случайных шумов. В момент, когда фотоны сигнала отражаются от объекта, происходит разрушение квантовой запутанности. Однако исследование подтверждает, что даже когда запутанность нарушена, может остаться достаточно информации об отраженном сигнале.

Разработчик рассказал, что прототип радара не потребляет много энергии, его трудно обнаружить, что выгодно для приложений в области безопасности. Однако самое большое преимущество по сравнению с обычным радаром состоит в том, что он более устойчив к фоновому радиационному шуму, который влияет на чувствительность и точность обычных радаров. В работе ученых эксперименты проводились на объектах комнатной температуры, находящихся на расстоянии одного метра от радара.