百分百识别目标！俄罗斯最新测试的量子雷达真这么厉害吗？

科技日报记者 张强

俄罗斯媒体近日披露，首个采用量子无线电技术的试验雷达在俄罗斯进行了测试，完成了探测并跟踪空中目标的任务。俄军事专家说，量子技术对军事雷达而言具有重要意义，届时目标将百分之百被识别。

自2012年的诺贝尔物理学奖授予法国科学家沙吉•阿罗什与美国科学家大卫•瓦恩兰，以表彰两位在量子理论研究领域的突破性进展后，量子理论和技术的研究就变成又一个炙手可热的前沿领域。

先进科技往往最先应用到军事上，量子技术也是如此。量子雷达就是一种利用量子物理现象，实现目标探测并感知目标状态和获取目标信息的探测装备。

“量子雷达是除量子通信和量子计算外，人们在量子信息技术领域最为关注的三大应用之一。通过引入量子信息技术，量子雷达相比经典雷达，将实现全方位和质的提升。”国防科技大学国防科技战略研究智库王群教授对科技日报记者表示，“从俄媒体释放的信息来看，它试验的可能是一种完整意义上的量子雷达，迈入了量子雷达研发的先进行列。这种量子雷达，理论上可实现对目标的百分之百识别。”

量子雷达可大幅改进

经典雷达性能

王群介绍，“目前使用的雷达包括先进体制雷达，都属于经典雷达，而量子雷达则是一种新概念雷达。长期以来，针对经典雷达，人们想方设法改进其性能，提升它对目标的探测能力，使其探测距离更远、抗干扰能力更好、识别能力更强，更重要的是要能有效探测隐身目标。然而，经典雷达整体性能受制于工作波长。比如，要看的远，波长就不能太短；要看的清，波长就不能太长。再比如，要探测隐身目标，波长就需避开所谓的隐身（微波）波段，这样米波、毫米波雷达就更有优势。”

“而量子雷达则能大幅提升经典雷达的性能，比如灵敏度和抗干扰、识别目标等能力。特别是隐身目标，量子雷达可做到完全识别，即使反射回波很微弱，信号处理能力极强的量子雷达也都能应对。另外，目标接收到光子信号后其量子特性一定要改变，因此量子雷达还能通过量子纠缠，准确了解目标的情况——包括隐身目标，并避免被干扰和欺骗。”他说。

俄罗斯或测试了

完整意义的量子雷达

记者了解到，目前研究的量子雷达大致可分为两大类。一类是在发射端发射经典态的电磁波作为探测信号，而在接收端采用非经典态，即量子态信息处理技术的量子雷达。另一类是在发射端发射非经典态，即量子态的电磁波作为探测信号，在接收端也采用量子态信息处理技术的量子雷达。第二类量子雷达，它利用了量子纠缠的超关联特性，拥有强抗干扰能力和高分辨率成像两大优势，有可能真正具备全天候、全天时成像的水平和要求。

“前者技术实现相对简单，能有效改善雷达的综合品质，已在激光雷达中得到一定应用，可认为是对现有雷达的一种改进型雷达。后者技术实现要复杂得多，属于革命性变化，能极大突破现有雷达性能的极限，应该算是完整意义上的量子雷达，所以更受到关注，近些年国内外的研究很多都集中于此类。”王群说。

俄专家称，届时目标将百分之百被识别，而且如果把所有电子元件换成量子无线电组件——雷达站的体积将减小到二分之一至四分之一。

“这篇报道透露的信息非常少，但如果从所称的百分之百识别目标，大幅缩小雷达体积来看，俄此次测试的可能是完整意义上的量子雷达，也就是前面说的第二类。因为从理论上讲，它应该全部使用量子芯片，对目标基本能百分之百识别。”王群说。

他表示，“从目前来看，量子芯片相对于传统芯片来说，信息处理速度等能力会有大幅提升，相对来说相同性能的雷达采用量子芯片，体积无疑会大幅减小。同时，量子芯片消耗的功率更少，对散热系统的要求降低，这样也会降低其体积重量。反过来说，同样体积量子雷达，其性能无疑会大幅提升。”

这也基本印证了俄罗斯专家的说法。

量子雷达远未达到实用化要求

“但是，量子芯片目前的进展还远远达不到我们的要求，这也制约了量子雷达、量子计算机、量子通信技术的发展。即便量子芯片技术得到更大突破，后续肯定还会面临其他问题，比如操作系统和其他软件的编写，它和传统技术显然不一样。单从这个意义上看，量子雷达的发展也还处于初级阶段，远未达到实用化要求。”王群指出，“从公开资料看，当下还没有任何一个国家声称将量子雷达用于探测，都还在科研攻关阶段。目前，除俄罗斯外，美国、德国、意大利和日本等国也在进行量子雷达的研究，都有建树，但发展最好的还是美国。”

近年来，美国国防部对量子技术给予了高度重视。

他介绍，美国多年前就开展了利用量子纠缠等量子物理现象改进信息获取系统的研究，且在理论与实验方面都取得了较大成功。1995年，美国进行了最早的量子成像实验。2008年，它又提出了量子探测系统模型，证明了量子物理现象可用于目标的远程探测。2012年，美国研发了一种抗干扰能力超强的量子雷达，能对目标成像探测，有效发现隐形飞机。

“虽然近几年美国在量子雷达方面几乎没有什么报道，但今年9月，美国国会众议院专门通过了一项法案，以加速美国在量子计算能力等量子技术领域的研究。因此，随着重视程度的提高和量子技术的发展，美国在量子雷达方面应该还会取得更大的突破。”