【正文】 e. Shortings of the current radar are:1) transmit power (tens of Watts), electromagic leakage。 最近 ( 20 世 紀(jì) 70 年代 ) 發(fā)展起來的超寬帶雷達(dá) ， 就是采用沖激脈沖作為載波。在兩次世紀(jì)大戰(zhàn)期間，各個主要軍事大國均開始從事雷達(dá)研究。雖然 Heinrich Hertz 于 1886年首次發(fā)現(xiàn)無線電波 可以從固體目標(biāo)反射回來，但科學(xué)家一直到第一次世界大戰(zhàn)才認(rèn)識到，雷達(dá)可以成為一項新興技術(shù)。從多年來雷達(dá)的發(fā)展的經(jīng)歷看 ， 要想提高雷達(dá)的精確性和實現(xiàn)高質(zhì)量的圖像 ， 雷達(dá)的發(fā)射電磁波頻率要更高。本文基于量子 糾纏 技術(shù) , 提出新的雷達(dá)探測方法 ， 同時給出了具體的系統(tǒng)模型。4) imaging capability is weak。普朗克在 1900 年提出的。在物理學(xué)中常用到量子的概念，指一個不可分割的基本個體?！傲孔踊敝钙湮锢砹康臄?shù)值是特定的，而不是任 意值。許多物理學(xué)家將量子力學(xué)視為了解和描述自然的的基本理論。它認(rèn)為（至少在早期）：相隔一定距離的兩個物體之 間存在直接的、瞬時的 相互作用 ，不需要任何 媒質(zhì) 傳遞，也不需要任何傳遞時間。因此，它并未被一般物理學(xué)家所接受 。它反映了量子理論的本質(zhì)：相干性，或然性和空間非定域性。 愛因斯坦是量子力學(xué)的奠基人之一，但愛因斯坦一直對量子力學(xué)體系只給出幾率性的預(yù)言感到不滿意，從而對量子力學(xué)的完備性產(chǎn)生了質(zhì)疑。根據(jù)這個理論 EPR 他們分析了有兩個粒子組成的一個系統(tǒng)，他們指出每個粒子各自的動量和坐標(biāo)算子不對易， 但這兩個粒子的位置算子差 x1 x2 和動量和 p1p2 對易。分子的兩個原子在某個內(nèi)在因素的作用下反向飛出。 就愛因斯坦三人的觀點，量子力學(xué)是一個不完備的理論。貝爾指出，這個不等式約束了定域?qū)嵲谡摵碗[變量理論導(dǎo)出的理論，然而這個不等式卻不能限制量子力學(xué)的理論。三粒子 GHZ 態(tài) ,他們有一組可觀測量是相互對易的 ,測量這組可觀測量 ,可以確定的、非統(tǒng)計的方式給出一個很好的結(jié)果，經(jīng)典定域?qū)嵲趯τ谶@個結(jié)果沒法說明。 20xx 年 ,在 GHZ 定理基礎(chǔ)上 ,Cabello 提出了無不等式的貝爾定理 ,即 Cabello 定理 :對最大糾纏態(tài)中的一組力學(xué)量這組力學(xué)量的測量 ,量子理論確定的給出了一個與經(jīng)典定域?qū)嵲谡撓嗷ミ`背的結(jié)果。此后，在第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達(dá)被證明是一個非常重要的戰(zhàn)場工具。 雷達(dá)利用信息的方式隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，不斷發(fā)生變化，從單純利用信號的強(qiáng)度信息，演化為綜合利用電磁信號的頻率和相位信息，即電磁場的二階特性 ,通過發(fā)射電磁波二階特性的應(yīng)用，在調(diào)制方式上，出現(xiàn)了線性調(diào)頻相位 編碼和捷變頻等復(fù)雜信號形式，這些信號形式有效解決了傳統(tǒng)雷達(dá)時寬與帶寬的矛盾，并提升雷達(dá)抗干擾、抗雜波的能力。尤其是軍事領(lǐng)域、空間探測、行星防御等領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，量子雷達(dá)從信息調(diào)制載體和檢測處理等方面入手，提升雷達(dá)的性能。 其次，經(jīng)典雷達(dá)檢測理論在經(jīng)歷了由能量檢測向相參檢測的擴(kuò)展后，目前的檢測機(jī)理是利用回波信號在宏觀空 時 頻域的相參性特征，以回 波信號信噪比最大為準(zhǔn)則，實現(xiàn)目標(biāo)信號有無的檢測和目標(biāo)信號參數(shù)的估計。該技術(shù)的原理與量子密鑰分配加密技術(shù)比較類似，在竊聽者試圖改變量子特性時就會暴露自己的位置。這項新發(fā)明在技術(shù)工程上也有相似的運用，比如可以用類似的方式進(jìn)行量子 密鑰 加密，通過改變密鑰的量子屬性來達(dá)到目的。 麻省理工學(xué)院 的研究人員認(rèn)為這是第一次使用 量子力學(xué) 研制的成像系統(tǒng)，成果是令人印象深刻的，可以不 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 5 頁 共 25 頁 受到任何雷達(dá)干擾措施的影響。光和電磁波都具有波粒二象性。但是通過測量電磁波的粒子特性來獲得信息有個致命的 缺點 :信號十分微弱。 人類圖像處理系統(tǒng)分析 人類的大腦是一個性能優(yōu)良的、并行的圖像處理器。 3) 人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是并行處理圖像信息 , 且具有量子計算的自然而高效的并行特點。通過模擬人 類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理圖像的機(jī)理來重新設(shè)計雷達(dá) ,可以得到一個快速高分辨率 ,而技術(shù)上又相對可行的雷達(dá)成像系統(tǒng) 。光通過透光物質(zhì)類似設(shè)置了一定的電磁場環(huán)境的光柵 (晶體各原子具有相應(yīng)的電場和磁場 )， 光子不被透光物質(zhì)原子吸收 。 為了敘述方便 ,在這里說明一下 : 我們把電磁波的一份能量叫做一個光子。 一般說來 ,電子特定狀態(tài)可以是電子的自旋 。 如果它們之間的關(guān)系只能保持在一定的相干時間內(nèi) ,則目標(biāo)的探測必須在相干時間內(nèi)完成 。 。 ............... 。量子避錯碼基于消相干中的集體效應(yīng)。靶在設(shè)置好初始條件 (編碼表達(dá)的電磁場強(qiáng)度大小 )后 ,使靶原子能級發(fā)生跳變發(fā)出電磁波 (載波 )。磁透鏡類似 人類的眼球的作用 , 起到空間信息排列的作用 。 圖 3 量子信息調(diào)制技術(shù) 量子信息編碼 量子信息編碼包括電子自旋態(tài)辨識和量 子信息編碼 。 自旋馳豫和去相位的幾個特征： 1） 只有垂直于自旋極化的噪聲磁場才能導(dǎo)致自旋衰減，因為只有這樣的磁場能轉(zhuǎn)動自旋； 2） 在靜磁場不存在時，自旋馳豫和去相量子信息編碼 量子信息調(diào)制 量子信號發(fā)射 息編碼量子信 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 4 頁 共 25 頁 位的速率正比于噪聲關(guān)聯(lián)時間 τｃ （這個違背直覺的結(jié)果稱為運動變窄）； 3） 靜磁場抑制垂直于它的噪聲磁場的作用 。 實際 的量子編碼是構(gòu)造一個 ｎ 維的 Hilbert 空間，其中的某些狀態(tài)即是信息碼 。 量子信息調(diào)制 研究表明，物質(zhì)光譜的譜線（主頻率）主要由電子的軌道角動量決定，而其自旋角動量決定譜線的寬度，即譜線的分裂 。 測量發(fā)光的極化 度 就可以知道載流子的自旋極化，發(fā)光的極化度等于電子自旋極化度的一半 。 下面給出一個量子信息調(diào)制的基本思想：將具有特定自旋態(tài)的電子序列（即經(jīng)過編碼的）投射到半導(dǎo)體器件上，使電子激發(fā)到導(dǎo) 帶上；半導(dǎo)體成為空穴性材料 。 因此，單光子信道是最好的信道 。 圖 4 量子信息解調(diào)技術(shù) 量子信息解調(diào) 解調(diào)主要涉及發(fā)射的光子（電磁波）所攜帶的，電子自旋態(tài)的識別問題 。 由于電子的自旋如同其質(zhì)量、電荷一樣也是內(nèi)稟量，用電子的 自旋態(tài)作為量子信息載體具有獨特的優(yōu)勢：每個電子的自旋態(tài)攜帶其內(nèi)稟信息，不容易被雜質(zhì)或缺陷散射破壞；自旋態(tài)也容易通過調(diào)節(jié)外部的電場或磁場來進(jìn)行控制 。 其中光學(xué)方法包括光致 \電致發(fā)光、 Hanle 效應(yīng)、時間分辨的 Faraday 旋轉(zhuǎn)和 Kerr 效應(yīng) [7]。 對于量子雷達(dá)譯碼主要涉及以最大概率確定接收到的信號是自己的發(fā)射信號 。從人的視覺信號的解調(diào)來看，人的視神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是遞進(jìn)傳遞光信號，即將不同時刻到來的光信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)解調(diào)（綜合在一起） 。 (3)量子信息處理技術(shù) 信息處理技術(shù)分常規(guī)計算機(jī)處理和量子計算機(jī)處理 。 如果用現(xiàn)有的 計算機(jī)能實現(xiàn)幺正變換，即可實現(xiàn)量子邏輯功能，從而實現(xiàn)了量子運算 。糾纏是關(guān)于量子力學(xué)理論最著名的預(yù)測。否則稱態(tài) | Ψ(t)A， | Ψ(t)B， | Ψ(t)C,.… 是糾纏態(tài)。在未測之時，二粒子態(tài)本來是不可分割的。所以，在量子信息領(lǐng)域中，糾纏通常被看作是非局域 的“信息源”。 所謂的糾纏度是指所研究的糾纏態(tài)攜帶糾纏的量的多少。于是，如何對糾纏定量化就顯得十分 重要。即使用光速將它們分開，信息也不可能在測量時從一個地方傳到另一個地方。所謂量子糾纏指的是兩個或多個量子系統(tǒng)之間存在非定域、非經(jīng)典的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。量子糾纏是指在量子力學(xué)中，有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著某種糾纏關(guān)系， 不管它們被分開多遠(yuǎn)，只要一個粒子發(fā)生變化就能立即影響到另外一個粒子，即兩個處于糾纏態(tài)的粒子無論相距多遠(yuǎn)，都能“感知”和“影響”對方的狀態(tài)。使用這種混合糾纏態(tài)進(jìn)行量子通信和量子計算將會導(dǎo)致信息失真。 量子雷達(dá)的分類 量子雷達(dá)分為有源量子雷達(dá)和無源量子雷達(dá)，由雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用量子信息技術(shù)的不同，可以將有源量子雷達(dá)又分為線性量子雷 達(dá)和非線性量子雷達(dá)，線性量子雷達(dá)是將線性量子信息技術(shù)應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)；非線性量子雷達(dá)將非線性量子信息技術(shù)應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)。 5） 相對于非線性量子雷達(dá)，原理和技術(shù)相對成熟，系統(tǒng)實現(xiàn)相對容易。通信者 B 通過對其持有的糾纏粒子 b 進(jìn)行操作 (變換 )，即將發(fā)射的信息調(diào)制其上，那么，通信者 B 可以通過對其持有的糾纏粒子 b，進(jìn)行相應(yīng)的逆操作 (幺正變換 )而獲得通信者 A 發(fā)出的信息。因此，只要測到糾纏粒子 b 的狀態(tài)變化 就可確定糾纏粒子碰到目標(biāo)； 糾纏粒子 b 的狀態(tài)變化可以比對其初始狀態(tài)即可 )，進(jìn)而還可獲得其他信息 ( 這一點需要在實踐中探索具體粒子的變換 ) 。視覺細(xì)胞可對單個光量子感應(yīng)。 1996 年 Penrose博士認(rèn)為，量子波函數(shù)的坍縮 (collapse)十分類似于人腦記憶中的神經(jīng)模式重構(gòu)現(xiàn)象。美國路易斯安那州 立大學(xué) Kak 教授的在年發(fā)表的 On Quantum Neural Computing中首次提出量子神經(jīng)計算的概念。這種方案的優(yōu)點是：系統(tǒng)完全模擬人眼成像過程，利用光子的粒子特性獲得目標(biāo)的幾何特征，從而 對目標(biāo)進(jìn)行直接成像；系統(tǒng)沒有發(fā)射信號，隱蔽性強(qiáng)；信號在單光子量級上進(jìn)行辨識，接收機(jī)靈敏度高，可探測各種隱身目標(biāo)；技術(shù)相對成熟，系統(tǒng)實現(xiàn)相對容易。量子雷達(dá)理論主要以經(jīng)典雷達(dá)理論、量子力學(xué)、量子光學(xué)、量子場論、量子檢測與估計理論、量子香濃理論等為基礎(chǔ)；此外，量子通信、量子測量和量子傳感等新興研究領(lǐng)域的研究成果，對量子雷達(dá)探測的研究同樣具有重要的參考價值，量子雷達(dá)的研究主要圍繞以下問題展開：量子態(tài)的產(chǎn)生、傳輸、探測、量子態(tài)與目標(biāo)相互作用的機(jī)理、以及如何利用量子特性突破經(jīng)典性能極限，與經(jīng)典雷達(dá)理論相比，量子雷達(dá)在擴(kuò)展了的域空間中進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計 ，在考慮了電磁場量子特性的基礎(chǔ)上優(yōu)化目標(biāo)探測與信息獲取系統(tǒng)，以突破經(jīng)典性能極限，此外，量子特性的引入給雷達(dá)抗干擾設(shè)計。 著重要注意的是，盡管量子傳感技術(shù)還不像量子計算一樣成熟， 但是一種全面、多量子比特計算工程要比配置量子傳感器的設(shè)計難得多。郭老師不但為人正直誠懇、踏實敬業(yè)，而且十分關(guān)心學(xué)生。 最后我要感謝我的父母和哥哥吳強(qiáng)，每每在我懈怠或迷茫之時，他們總是在我背后鼓勵我，支持我。 Bent . Phys. Todav, 1995. [11] Ezhov A, Ventura D. quantum neural w or ks[ C] Kasabov N. ed. Future Directio ns for Intellig ent Sy stems and Informatio n Sciences, Spring erVerlag, H ei delber g, 20xx: 213~ 234. [12] 孫增圻 . 智能控制理論與技術(shù) [M] . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 20xx, 11. [13] 閻平凡 ,張長水 . 人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模擬進(jìn)化計算 [M] .北京 : 清華大學(xué)出版社 , 20xx, 11. [14] 李俠 ,朱裕生 . 現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù) [M] . 北京 : 兵器工業(yè)出版社 , 20xx, 10. 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 16 頁 共 25 頁