【正文】 論認(rèn)為這項新的偵測技術(shù)依賴于任何一個測量光子的行為總會摧毀它自身的量子特性，由此就可通過 破壞原來光子的 量子 特征來重新模擬出虛假的光子屬性，以達(dá)到欺騙目的。 首先 ,經(jīng)典雷達(dá)通過對宏觀電磁波相位和頻率的操作 和控制，獲取其在空間、時 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 4 頁 共 25 頁 間和頻率等維度上的調(diào)制效應(yīng)，而量子信息技術(shù)的信息載體為電磁場的微觀量子和量子態(tài)。空時自適應(yīng)處理 （ STAP）技術(shù)和脈沖多普勒體制 (PD) ，這些技術(shù)利用目標(biāo)和雜波在多普勒域上的差異，實現(xiàn)雜波中運動目標(biāo)的有效檢測，提升雷達(dá)抗雜波能力。量子糾纏源的制備技術(shù)越來越成熟 ,量子糾纏源的應(yīng)用也會逐漸成熟。這就是著名的貝爾定理！ 1989 年 Greenberger， Horne 和 Zeilinger（ GHZ）研究了三個相互糾纏粒子組成的態(tài)?！奔催@兩個原子仍處于自旋關(guān)聯(lián)態(tài)。愛因斯坦他們覺得，在沒有外界因素影響的條件下，如果能夠預(yù)測一個物理量的值則它是一個客觀實在，對應(yīng)著一個物理實在元素；一個完善的理論系統(tǒng)應(yīng)該包含它的領(lǐng)域內(nèi)的所有物理實在元素。后兩種基本相互作用，也和前兩種一樣，是通過場而相互作用的。 量子糾纏 超距作用 早在牛頓以前，對于物體之間的作用就存在兩種對立的猜想 ： 一種認(rèn)為物體之間除了通常的 接觸作用 (拉壓、沖擊 )之外 ,還存在 超距 作用 。而延伸出的量子力學(xué)、量子光學(xué)等更成為不同的專業(yè)研究領(lǐng)域。量子是現(xiàn)代物理的重要概念。要想解決上述雷達(dá)缺點還需發(fā)展新體制雷達(dá)。 二 ○ 一 五 屆 畢 業(yè) 論 文 量子雷達(dá) 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 姓 名： 吳波 學(xué) 號： 20xx24040125 指導(dǎo)教師： 郭元術(shù) 完成時間： 20xx 年 6 月 15 日 二〇 一 五年 六 月 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 雷達(dá)起源于 20 世紀(jì)上半葉，是一種遠(yuǎn)距離傳感技術(shù)。據(jù)此我們想到利用電磁波的粒子特性探測目標(biāo)的思想。最早是 M其基本概念為所有的有形性質(zhì)是“可量子化的”。 超距 作用 是 物理學(xué)歷史上 出現(xiàn) 的一種觀點。 量子糾纏的發(fā)展 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 頁 共 25 頁 量子糾纏是量子力學(xué)不同于經(jīng)典物理最不可思議，最奇妙的特性。對于兩個分離開的沒有任何直接聯(lián)系的兩個系統(tǒng)，對其中一個系統(tǒng)中的一個物理量的測量不會對另外一個系統(tǒng)的物理量描述產(chǎn)生改變，即不存在超越距離的作用。由此得出玻姆的設(shè)想包含了量子糾纏 , 沒有互 相作用的兩個系統(tǒng)，它們之間還是存在一定的聯(lián)系。這個態(tài)叫做 GHZ 態(tài)并且他們得出了 GHZ 定理。 雷達(dá)的發(fā)展 1934 年，美國海軍研究實驗 室開發(fā)了世界上首部脈沖雷達(dá)，可實現(xiàn)目標(biāo)探測并估算目標(biāo)距離。 當(dāng)前雷達(dá)系統(tǒng)的性能亟待改進(jìn)，對隱身平臺及其他目標(biāo)的探測概率、識別與鑒別能力亟待提高。相比較而言，一方面，量子雷達(dá)將雷達(dá)探測發(fā)射信息的調(diào)制維度，由電磁場宏觀的空、時、頻特征，推廣至可以表征“微觀粒子相關(guān)關(guān)系”的量子態(tài)特征，對傳統(tǒng)雷達(dá)探測的信息維度進(jìn)行擴充另一方面，量子雷達(dá)將雷達(dá)探測接收信號的檢測極限，由宏觀電磁場能量檢測的靈敏度，擴展為微觀量子檢測的“暗計數(shù)”。 如果一架 雷達(dá) 隱形的飛機試圖攔截這些光子并重新發(fā)送虛假信號，雷達(dá)回波僅相當(dāng) 于一只鳥的面積就可以掩蓋自身的真實位置，但量子雷達(dá)在這一欺騙過程中也發(fā)現(xiàn)了敵方飛機的蹤跡。 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 1 頁 共 25 頁 第二章 量子雷達(dá)技術(shù) 電磁波的量子特性 電磁波的量子特性分析 實踐證明 : 微觀世界遵循量子力學(xué)原理。這使得利用電磁波的粒子特性傳遞信息有實際可參考的例子。從以上分析可以看出 ,人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有量子計算的特點。量子雷達(dá)完全可以模擬人類的成像系統(tǒng) 。目前 ,電磁波與電子自旋狀態(tài)之間的關(guān)系還需進(jìn)一步研究 。 ............... 。 編 碼采用量子避錯碼。通過反射腔使激光放大 ,從而達(dá)到接收并放大信號的目的。 不久的將來就會獲得重大突破 。 目前已獲得了幾種最重要的量子編碼方案： 1） 量子糾錯碼； 2） 量子防錯碼； 3）量子避錯碼 。 一般說來，如果調(diào)制器的工作方式就是一種所謂的幺正操作，則器件對量子狀態(tài)的改變是“透明的”，能夠通過解調(diào)器（另一種幺正操作）確定其相應(yīng)的變化 。 （ 2） 量子信息解調(diào)技 術(shù) 如圖 4 所示， 量子信息解調(diào)技術(shù)包括：量子信息解調(diào)，量子信息譯碼 。 目前，實驗上主要是通過光學(xué)方法或電學(xué)方法來探測自旋極化 。 如果是常規(guī)計算機，則量子信息解調(diào)后還需進(jìn)行所謂的格式轉(zhuǎn)換，這樣會失去量子計算的優(yōu)勢 。當(dāng)前量子信息處理技術(shù)是通過構(gòu)造量子算法和量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而獲得一定的應(yīng)用 。 在物理學(xué)中，量子糾纏是指存在這樣一些態(tài) :一、 A,B,C，?，在 t 1 2 012 ( x x x )( x , x ) e x p ip dph?????????? ????? （ 1） 時，這些態(tài)之間不存在任何相互作用； 二、當(dāng) t 1 2 012 ( x x x )( x , x ) e x p ip dph?????????? ????? （ 2） 時，它們的狀態(tài)由 Hilbert 空間 HA， HB， HC..，中的矢量 | Ψ(t)A,| Ψ(t)B， | Ψ(t)C,…所描述，由 A， B， C 空間構(gòu)成的量子系統(tǒng) ABC 則由 Hilbert 空間 HABC...=HA HB HC...中矢量 | Ψ(t)A， | Ψ(t)B， | Ψ(t)C 所描述，則這樣的態(tài)被稱為比 Hilbert 空間的直積態(tài)。 糾纏狀態(tài)所糾纏的粒子數(shù)量越多，對經(jīng)典物理學(xué)的偏離越明顯，獲得有用量子效應(yīng)的機會就越大。所以，在量子信息領(lǐng)域中，糾 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 8 頁 共 25 頁 纏通常被看作是非局域的“ 信息源 ”。 糾纏態(tài) 之間的關(guān)聯(lián)不能被經(jīng)典地解釋。然而，受實驗條件限制和不可避免的環(huán)境噪聲的影響，制備出來的糾纏態(tài)并非都是最大糾纏態(tài) :另一方面，純糾纏態(tài)受環(huán)境的消相干作用也會退化成為混合態(tài) 。在這一點上量子信息技術(shù)類似光通信 ) 。 編碼 不同自旋態(tài)的電子進(jìn)行編碼 經(jīng)典信息 編碼 編碼 編碼 激發(fā)出相應(yīng)狀態(tài)的光子 激發(fā)出相應(yīng)電子序列的運 動 經(jīng)典信息 發(fā)射波 回波 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 10 頁 共 25 頁 圖 6 利用量子糾纏技術(shù)實現(xiàn)的量子通信原理圖 非線性量子雷達(dá)系統(tǒng)的組成如圖（ 7）所示， 圖 7 非線性量子雷達(dá)系統(tǒng) 這種量子雷達(dá)是基于量子糾纏技術(shù)實現(xiàn)目標(biāo)探測，基本原理：通過向目標(biāo)發(fā)射糾纏光子對中的一個，當(dāng)其受到目標(biāo)的作用而改變狀態(tài)時，未發(fā)射的另一個也同時改變狀態(tài)，通過計算未發(fā)射粒子狀態(tài)的變化時間而獲得目標(biāo)的距離信息 ( 量子雷達(dá)與量子通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是：雷達(dá)信號不需要約定，即只要探測到回波信號狀態(tài)變化，就可確定目標(biāo)信息。 1944 年美國 Arizona 大學(xué)的 Hameroff 教授指出，在神經(jīng)元內(nèi)細(xì)胞支架的微管 (cytoskeletal micortubule)之中或周圍 ,意識是作為一個宏觀量子態(tài)由量子級事件相干的一個臨界級突現(xiàn) (emerge)出來的。然后經(jīng)過量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合，最后形成圖像信息輸出。 量子雷達(dá)是一個新興的研究領(lǐng)域，是一門很有前途的技術(shù)，其理論和實驗研究處于起步階段，有大量的問題有待解決，隨著研究的繼續(xù)深入，相信終有一天，性能更強的量子雷達(dá)會從理論走向工程應(yīng)用。 其次，感謝我的舍友馬銳捷，在文獻(xiàn)翻譯時他對我進(jìn)行了許多幫助，還有我的舍友高陽，當(dāng)我對量子糾纏公式不理解時，他反復(fù)給我進(jìn)行了講解。尤其是父親每次打電話最后都會說一句：你把學(xué)校的事好好做好。因此，量子雷達(dá)是一種高風(fēng)險、高盈利的提議，無論如何量子雷達(dá)的概念是值得進(jìn)一步研究的。缺點是：系統(tǒng)需要培養(yǎng)知識和經(jīng)驗庫；量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還沒有實現(xiàn)。哈福大學(xué)的 Gould 則進(jìn)一步證明了玻爾 (Bohr) 的量子過程的本體論解釋和感知器的腦過程的完全性理論有同樣的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，這 2 個過程的動態(tài)方程都包含了一種場，即量子勢或神經(jīng)勢，基于量子勢的量子過程和基于神經(jīng)勢的腦過程的動態(tài)方程有驚人的相似之處。這種方案優(yōu)點是：不需要接收回波就可探測目標(biāo)信息，信號受到的干擾小；接收機靈敏度 [13]高于線性量子雷達(dá)；信號調(diào)制解 經(jīng)典信息 通信者 A 通信者 B 經(jīng)典信息 經(jīng)典通道 目標(biāo) EPR 源 B粒子 光子狀態(tài)檢測 目標(biāo)信息處理 輸出 a粒子 糾纏對 EPR 源 a 粒子 b 粒子 經(jīng)典信息 通信者 經(jīng)典信息 經(jīng)典通道 量子雷達(dá) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 11 頁 共 25 頁 調(diào)簡單。 缺點是