【正文】 術(shù)的興起 ,這一致命弱點(diǎn)逐步得到了解決。 早在 1996 年 Perus 博士 [3]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。 從物質(zhì)的波粒二象性來看 ,波動性表達(dá)物質(zhì) (能量 )的彌散特性 ,傳達(dá)的是一種背景 信息 ； 粒子特性表達(dá)物質(zhì) （ 能量 )的點(diǎn)特性 ,傳達(dá)的是一種精確信息 ,雖然 ,低頻電磁波波動性強(qiáng)于粒子特性 ,但是 ,它同樣存在粒子特性 ,只不過很弱 , 只要我們通 過 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 頁 共 25 頁 一定的測量手段是可以獲得它的粒子特性 ,從而可以獲得它所帶回來的 、 精確的目標(biāo)信息 (點(diǎn)信息 )。 多個(gè)已知自旋狀態(tài)的電子 (相當(dāng)于信號編碼 )發(fā)射的電磁波 ,被物體反射后進(jìn)行接收。 電位變化 編碼 量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行處理器 輸出 編碼 。 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 頁 共 25 頁 圖 2 接收系統(tǒng) 發(fā)射系統(tǒng)主要由靶 (n 個(gè)原子組成 )、量子編碼系統(tǒng)和磁透鏡組成。電磁波碰到物體形成反射波。 電子自旋態(tài)辨識也稱自旋極化，一般在實(shí)驗(yàn)室中采用的產(chǎn)生自旋極化的方法分為 4 類： 1） 光學(xué)激發(fā)的方法，利用半導(dǎo)體中的化學(xué)選擇定則產(chǎn)生自旋極化 ； 2） 利用電學(xué)方法將極化從其它材料中注入到半導(dǎo)體中； 3） 通過含時(shí)外場在半導(dǎo)體中激發(fā)自旋極化 ； 4） 利用靜電場通過自旋霍爾效應(yīng)等方法產(chǎn)生自旋極化．目前以上各種電子自旋態(tài)極化方法都不能 100％ 產(chǎn)生單一的狀態(tài) 。量子信息論中的信息載體 ——— 量子比特，可以處于｜ 0〉 ， ｜ 1〉兩個(gè)本征態(tài)的任意疊加態(tài)，而在對量子比特的操作過程中，兩態(tài)的疊加振幅可以相互干涉，這就是所謂的量子相干性．已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在量子信息論的各個(gè)領(lǐng)域，量子相干性都起著本質(zhì)性的作用，可以說，量子信息論的所有優(yōu)越性均來自于量子相干性，但由于環(huán)境的影響，量子相干性將不可避免地隨時(shí)間指數(shù)衰減，這就是困擾整個(gè)量子信息論的消相干問題 。 量子信息解調(diào)就是對微觀粒子的狀態(tài)進(jìn)行測量；由于測量勢必導(dǎo)致量子狀態(tài)的改變，從而模糊了原有的調(diào)制信息 。 它不受干擾 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 5 頁 共 25 頁 且必定被環(huán)境廣泛反射形成多條回波信道，實(shí)際上，這反映出信源（輻射源）與信宿（目標(biāo)）的相互作用 。 因此，可以想見回波攜帶的自旋狀態(tài)信息不會受到“不可識別”的影響 。 此外，譯碼還主要涉及信息處理器是常規(guī)計(jì)算機(jī)還是量子計(jì) 算機(jī) 。 采用量子計(jì)算機(jī)處理，其運(yùn)算速度可以在 ４ 分鐘的時(shí)間內(nèi)破解 DES(the date encryptionstandard)體系，而采用經(jīng)典計(jì)算機(jī)處理，若以每秒 10000000 密鑰的運(yùn)算速率操作，經(jīng)典計(jì)算需要 1000y。它描述了兩個(gè)粒子互相糾 纏，即使相距遙遠(yuǎn)距離，一個(gè)粒子的行為將會影響另一個(gè)的狀態(tài)。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。對糾纏度的描述，實(shí)質(zhì)上是對不同糾纏態(tài)之間建立定量的可比關(guān)系。 量子力學(xué) 是非定域的理論，這一點(diǎn)已被違背 貝爾不等式 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)，因此，量子力學(xué)展現(xiàn)出許多反直觀的效應(yīng)。盡管愛因斯坦 最早注意到微觀世界中這一現(xiàn)象的存在，但他卻不愿意接受它。 線性量子雷達(dá) 線性量子雷達(dá) [11]系統(tǒng)的組成如圖（ 5）所示的基本原理：將經(jīng)典的信息對不同 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 9 頁 共 25 頁 自旋態(tài)的電子進(jìn)行編碼；編碼后的電子序列用于激發(fā)出相應(yīng)的光子 (電磁波 )序列，從而完成量子信息的調(diào)制和發(fā)射信號的形成接收端通過逆的激發(fā)過程，解調(diào)出發(fā)射信號中的量子信息，即利用接收到的回波光子序列，引起接收端器件介質(zhì)上的相應(yīng)的電子序列運(yùn)動，完成量子信息的提取。這里通信者 B 需要知道 A 的操作才能提取信息。英國牛津大學(xué) 的 Penrose 教授在 1989 年提到一個(gè)生理實(shí)驗(yàn) [14]，當(dāng)一個(gè)光子撞擊蟾蛛的視網(wǎng)膜時(shí)，有時(shí)足以激發(fā)起一個(gè)神經(jīng)沖動，但是對于人類而言該現(xiàn)象似乎被噪聲所抑制，不過 Penrose 仍然認(rèn)為，確實(shí)有事實(shí)表明在人體內(nèi)的一些細(xì)胞對單個(gè)量子敏感?；谝陨嫌^點(diǎn)，給出一種無源量子雷達(dá)系統(tǒng)組成，如圖 8 所示。反隱身設(shè)計(jì)提供了新的可能性。 郭老師不僅在學(xué)習(xí)方面給我指導(dǎo)，也讓我在某些方面樹立了正確的價(jià)值觀，如工作和學(xué)習(xí)的重要性比較。 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 15 頁 共 25 頁 參考文獻(xiàn) [1] 陶永華 ， 尹怡欣 ， 葛蘆生 . 新型 PID 控制及應(yīng)用 [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè) 出 版社 , [2] 許力 智能控制與智能系統(tǒng) [M]. 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 , 20xx. [3] 張化光 . 模糊自適應(yīng)控制理論及其應(yīng)用 [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 20xx. [4] Katsuhiko Og ata. 《 現(xiàn)代控制工程 》 盧伯英 ,于海勛 , 等 譯 .北京 :電子工業(yè)出版社 , 20xx. [5] 劉明俊 , 于明祁 , 楊泉林 . 自動控制原理 [M] 長沙 : 國防科大學(xué)出版社 ,20xx. [6] 王一帆 ,石中鎖 .自適應(yīng)模糊 PID 控制器及其 MATLAB 仿真 [J] . 冶金自動化 , 20xx( 增刊 ). [7] 張禮 ,葛墨林 . 量子力學(xué)的前沿問題 [M] . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 20xx. [8] Leung D, et al. Phys. Rev. A, 1999, 60: 1924~ 1943. [9] 李傳鋒 , 郭光燦 . 量子信息研究進(jìn)展 [J] . 物理學(xué)進(jìn)展 ,20xx, 20(4). [10] Di Vincenzo D P. Science, 1995, 270: 255。論文結(jié)束之際，首先我要感謝我的導(dǎo)師郭元術(shù)老師。 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 13 頁 共 25 頁 總結(jié)展望 基于量子信息技術(shù)的量子雷達(dá)探測，在檢測理論和信息載體等方面，對經(jīng)典雷達(dá)理論進(jìn)行擴(kuò)展，并具備突破經(jīng)典雷達(dá)極限的應(yīng)用潛力。 Penrose 教授在研究了量子理論與人腦意識的關(guān)系后指出，解決量子測量問題是最終解決意識問題的先決條件。 無源量子雷達(dá) 無源量子雷達(dá)是對人眼系統(tǒng)的模擬 : (1)人眼視網(wǎng)膜是典型的光量子接收系統(tǒng)。 EPR 源 [12]產(chǎn)生 2 個(gè)糾纏粒子 a、 b 分別發(fā)給通信者 A 和通信者 B；由于糾纏粒子狀態(tài)具有非定域關(guān)聯(lián)性，當(dāng)對 a 粒子進(jìn)行操作，使之狀態(tài)改變時(shí) ,b 粒子的狀態(tài)會同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的改變。常見量子糾纏態(tài)應(yīng)用，例如： 量子通訊 應(yīng)用于 量子態(tài)隱形傳輸 ； 量子計(jì)算 應(yīng)用于 量子計(jì)算機(jī) ，量子計(jì)算在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上有嚴(yán)重的挑戰(zhàn) ,實(shí)現(xiàn)這一問題要解決另外三個(gè)問題 —— 量子算法、量子編碼、實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的物理體系，量子保密通訊也廣泛應(yīng)用于 量子密碼術(shù) 中。威絲曼（ Howard Wiseman ） [9]教授和東京大學(xué)進(jìn)行合作，通過一系列研究得出結(jié)論證明愛因斯坦關(guān)于“ 量子 糾纏”現(xiàn)象理論可能是錯(cuò)誤的。量子糾纏并非信息傳遞，事實(shí)上信息不可能從一個(gè) 粒子 傳到另一個(gè)粒子。對于多體糾纏度的描述的研究到目前為止仍沒有得到真正的解決，人們?nèi)晕捶艞墝ふ乙环N物理意義上更為鮮明、簡單、易于求解的糾纏度的描述。例如在雙光子糾纏態(tài)中，向左（或向右）運(yùn)動的光子既非左旋，也非右旋，既無所謂的 x 偏振，也無所謂的 y偏振，實(shí)際上無論自旋或其投影，在測量之前并不存在。 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 7 頁 共 25 頁 第三章 量子糾纏及其在量子雷達(dá)中的應(yīng)用 量子糾纏詳解 量子糾纏 [8]是粒子在由兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子組成系統(tǒng)中相互影響的現(xiàn)象，雖然粒子在空間上可能分開。 這個(gè)解調(diào)矩陣?yán)媒邮盏降男盘柌粩喔聰?shù)據(jù) 。 量子信息譯碼 由于微觀粒子的狀態(tài)極易改變，量子編譯碼主要涉及如何糾錯(cuò)問題 。 但是這種“守恒”狀態(tài)有一定的“壽命”，所以必須在一定時(shí)間內(nèi)完成發(fā)射和接收 。 由此可以得到通信領(lǐng)域的一個(gè)猜想：任何兩個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)之間至少存在一條不失真的單光子信道 。 從光吸收過程的選擇定則可以知道，相反的過程，即發(fā)光的過程載流子的自旋極化會反映到發(fā)光的偏振度中 。 對量子信息編碼來說，微觀粒子的狀態(tài)空間是ｎ維的 Hilbert 空間 。 （ 1） 量子信息調(diào)制技術(shù) 如圖 3 所示， 量子信息調(diào)制技術(shù)包括：量子信息編碼，量子信息調(diào)制 ， 量子信號發(fā)射 。目前已經(jīng)在核磁共振中演示了糾相位錯(cuò)的三比特 [5]和兩比特 [6]糾錯(cuò)碼。 。根據(jù)以上原理 ,量子雷達(dá)的探測信號 ,是原子的電子從一個(gè)能級躍遷到另一個(gè)能級時(shí) ,所發(fā)出的電磁波 ,具有特定的狀態(tài) 。需要說明的是 ,人腦成像利用的是光的量子特性。2] 。而測量電磁波的粒子性可以獲得信號的動量和位移 ,它們具有信息的空間序列特性 , 作為提取圖像信息具有天然的優(yōu)越性。 研究人員計(jì)劃將來用該技術(shù)于識別 隱身 作戰(zhàn)飛機(jī)，當(dāng)截獲到敵方防空雷達(dá)信號時(shí)，將信號的量子特征進(jìn)行修改，并自動形成一只鳥的信號發(fā)送往敵方雷達(dá)，這樣似乎可以達(dá)到傳統(tǒng)的隱身目的，但新型量子雷達(dá)卻很容易揭穿這一詭計(jì)。 20xx 年 ,美國羅切斯特大學(xué) 光學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種抗干擾的量子雷達(dá)，這種雷達(dá)利用光子的量子