Under the heading “Let's talk about science” a topic on the work of scientists of the Austrian Institute of Science and Technology is proposed for discussion. International research team of Johannes Fink (Austria), David Vitali (Italy), Сабира Барзаньеха и др. заявила об изобретении нового прототипа так называемого квантового радара. Учёные называют своё изобретение успешной интеграцией квантовой механики в жизнь человека.
Основой работы прототипа квантового радара является квантовая запутанность. In simple terms, то под квантовой запутанностью понимается связанность (взаимозависимость) состояний элементарных частиц. При этом связанность состояний проявляет себя даже в том случае, если частицы разнесены на внушительное расстояние (за пределы, как говорят физики, известных на сегодняшний день взаимодействий).
В качестве метода обнаружения используются «запутанные» (связанные друг с другом) кванты микроволнового диапазона. С помощью такого метода можно обнаруживать различные объекты даже в так называемых «зашумленных» (тепловых) средах, где обычные радары либо бессильны, либо попросту выходят из строя. При этом прототип квантового радара имеет дополнительный важный плюс – крайне низкое энергопотребление.
Принцип работы учёные описывают так: вместо применения обычных микроволн мы «запутываемы» две группы фотонов (микроволновых квантов). Одна группа – «сигнальная», другая – «холостая». Первая группа направляется туда, где может находиться искомый объект, другая исследуется в изолированном состоянии. При отражении от объекта «сигнальные» фотоны теряют свою запутанность с так называемыми «холостыми», но некоторая корреляция по-прежнему сохраняется. В итоге она позволяет получить информацию о том, что за объект стал отражателем для «сигнальной» группы.
Главная проблема решается
Она состоит в том, что для создания запутанных микроволновых квантов нужны низкие температуры.
Сабир Барзаньех:
Используя квантовую запутанность, создаваемую на несколько тысячных градуса выше абсолютного нуля (-273,14 °C), мы смогли обнаружить объекты с низкой отражательной способностью уже при комнатной температуре.
Важное преимущество над обычными радарами: высокая чувствительность при низком уровне мощности (способно работать в условиях фонового (теплового) шума).
При развитии такой системы она способна противостоять (at least, in theory) любым ныне существующим системам радиоэлектронной борьбы. РЭБ-системы могут стать бесполезными. The reason is, что квантовый радар, so to speak, настроен на приём «сигнальных» квантов (фотонов), а все остальные он попросту игнорирует. Для эффективности перспективным системам РЭБ придётся «обманывать» квантовый радар, «клонируя» те самые запутанные кванты, которые тем используются. А вот через какое количество времени такое может оказаться возможным, if it is possible (с точки зрения квантовой физики) at all, – open question.
Сабир Барзаньех:
Будет интересно увидеть будущие последствия этого исследования, особенно для микроволновых датчиков ближнего действия.
Пока исследования по обнаружению объектов проводятся на сверхблизких (с точки зрения макромира) расстояниях.
