现代战争中，最不可或缺的就是空中力量。

近几年来，所有国家都开始追求拥有五代机战斗力，以便在未来战争中求得一片生存之地。

目前看来，美国的F-35将是未来天空中出镜频率最高的一款五代机，目前接到的国内外订单已经超过2000架。

几乎所有的美国盟友都将其视为主要战斗力。

隐形战机的问世虽然一定让传统雷达遭受巨大压力，但是正所谓有有矛就有盾，目前世界各国都在研制能够探测到隐形战机的雷达，比如中国的JL3D-91B米波三坐标雷达，俄罗斯“天空-Y”米波雷达都可以探测到F-22、F-35这些第五代隐形战机，不过这种雷达比较都是从传统雷达改进过来的，探测原理与传统雷达有着大同小异，性能不稳定，有时候探测到的根本不是F-22隐形战机，而是其他物体，比如气象气球。但是下面介绍的这种雷达，无论探测常规战机还是隐形战机都有很好的效果，它就是量子雷达。

量子雷达是将量子信息技术引入经典雷达探测领域，解决经典雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈，提升雷达的综合性能。

量子雷达属于一种新概念雷达，首要应用是实现目标有无的探测，在此基础上可以进一步扩展应用领域，包括量子成像雷达、量子测距雷达和量子导航雷达等，从本质上来说，量子雷达并没有脱离经典雷达探测的框架体系，只是在利用量子理论进行系统分析时，对雷达中一些概念和物理现象，如接收机噪声等，具有全新的、更准确的理解。在此基础上，量子雷达从信息调制载体和检测处理等方面入手，提升雷达的性能。总体而言，量子雷达是对经典雷达理论的更新和补充，而不是颠覆和取代。

工作原理01

量子雷达采用量子自我纠缠技术可以让一切隐形战机原形毕露，它的工作原理是这样的，量子雷达产生大量的电磁波量子纠缠对，然后将探测量子发射出去，如果探测量子遇到物体，物体就会形成一种虚拟的图像显示在屏幕上，比如如果是遇到F-22战机，就会把F-22战机的外形以量子成像的形式保留下来，如果是B-2隐形轰炸机，就会以B-2的外形图像显示出来，而隐形战机的雷达吸波材料和技术对于量子纠缠根本没有作用，因为如果隐形战机试图吸收或者破坏量子的电磁波的话，就会破坏原来的量子纠缠状态，这样的结果是不需要电磁反射波就可以知道目标的位置了。

量子雷达的分类02

根据利用量子现象和光子发射机制的不同，量子雷达主要可以分为以下3个类别：

一是量子雷达发射非纠缠的量子态电磁波。其探测过程为利用泵浦光子穿过（ＢＢＯ）晶体，通过参量下转换产生大量纠缠光子对，各纠缠光子对之间的偏振态彼此正交，将纠缠的光子对分为探测光子和成像光子，成像光子保留在量子存储器中，探测光子由发射机发射经目标反射后，被量子雷达接收，根据探测光子和成像光子的纠缠关联，可提高雷达的探测性能。与不采用纠缠的量子雷达相比，采用纠缠的量子雷达分辨率，以二次方速率提高。

二是量子雷达发射纠缠的量子态电磁波。发射机将纠缠光子对中的信号光子发射出去，“备份”光子保留在接收机中，如果目标将信号光子反射回来，那么通过对信号光子和“备份”光子的纠缠测量，可以实现对目标的检测。

三是雷达发射经典态的电磁波。在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能，目前，该技术在激光雷达技术中有着广泛的应用。中电14所实际上应用的是上述三种模式中的一种。

量子雷达的技术优势03

目前，经典雷达存在一些缺点：

• 一是发射功率大（几十千瓦），电磁泄漏大；

• 二是反隐身能力相对较差；

• 三是成像能力相对较弱；

• 四是信号处理复杂，实时性弱。

针对经典雷达存在的技术难点，量子信息技术均存在一定的技术优势，可以通过与经典雷达相结合，提升雷达的探测性能。

首先，量子信息技术中的信息载体为单个量子，信号的产生、调制和接收、检测的对象均为单个量子，因此整个接收系统具有极高的灵敏度，即量子接收系统的噪声基底极低，相比经典雷达的接收机，噪声基底能够降低若干个数量级。再忽略工作频段、杂波和动态范围等实现因素，则雷达作用距离可以大幅提升数倍甚至数十倍。从而大大提升雷达对于微弱目标，甚至隐身目标的探测能力。

其次，量子信息技术中的调制对象为量子态，相比较经典雷达的信息调制对象，量子态可以表征量子“涨落变化”等微观信息，具有比经典时、频、极化等更加高阶的信息，即调制信息维度更高。从信息论角度出发，通过对高维信息的操作，可以获取更多的性能。对于目标探测而言，通过高阶信息调制，可以在不影响积累得益的前提下，进一步压低噪声基底，从而提升噪声中微弱目标检测的能力；从信号分析角度出发，通过对信号进行量子高阶微观调制，使得传统信号分析方法难以准确提取征收信号中调制的信息，从而提升在电子对抗环境下的抗侦听能力。综合而言，通过量子信息技术的引入，通过量子化接收，原理上可以有效降低接收信号中的噪声基底功率；通过量子态调制，原理上可以增加信息处理的维度，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低发射信号被准确分析和复制的可能性，从而在目标探测和电子对抗领域具有广阔的应用潜力。