中国量子技术再获突破,量子成像(俗称鬼成像)技术已进入研发阶段。基于“鬼成像”原理开发的探测器可在夜间追踪隐形轰炸机,能侦测到美国隐形B-2轰炸机。
以现有的伪装技术,无论是隐藏战场上坦克或士兵的简单烟幕弹,还是隐形战机或隐形军舰上的高科技雷达吸收材料,对于“鬼成像”探测器都不起作用。
物理学家说,“鬼成像”技术不仅可以检测到从昏暗目标中脱离出来的极少量光线,还可透过与周围环境中的其他光线相互作用,获得前所未有的灵敏度,从而获得比传统方法更多的信息。
据研究人员介绍,配备新量子传感器的卫星,将能识别和追踪空中的隐形目标,例如在夜间起飞的隐形轰炸机。
美国的B-2轰炸机,它是世界唯一一种隐形战略轰炸机。B-2大多在夜间掩护下飞行,部分原因是为避开间谍卫星上的高清晰度光学相机。
据中国科学院量子光学重点实验室研究主任龚文林说,他们正在研究的技术被设计用来捕捉像B-2一样的“隐形物体”。他表示,在著名量子光学物理学家韩申生带领下,实验室将在2020年之前完成一台原型机,目标是在2025年之前在太空测试这项技术。他表示,到2030年将会有一些大规模的应用。
中国并非唯一一个在努力推进“鬼成像”技术的国家。美国陆军研究实验室从2003年就开始在此方面努力。不过中国团队于2011年在全球率先透过地面实验展示该技术的工程可行性。三年后,美军实验室才宣布类似结果。
龚文林表示,“我们在地面上击败了他们,我们有信心在太空再次击败他们”。据称,龚文林的实验室正在与包括美国陆军研究实验室在内的海外竞争者就尽快推出世界上第一颗鬼成像卫星展开竞争。
从技术上说,要建造“鬼成像”卫星,必须克服包括远距离成像等许多工程上的挑战。
★ 鬼成像技术 比雷达犀利
中国专家表示,“鬼成像”又称双光子成像或关联成像,是利用量子纠缠的特性,或光场的强度关联特性,以获取物体信息的新成像方式。据称,“鬼成像”卫星比最先进的雷达卫星更能揭示目标的更多细节。
据环球网报导,“鬼成像”卫星拥有两个摄像头,一个使用桶状的单像素传感器瞄准感兴趣的目标区域,而另一个摄像头测量环境中更宽区域的光场变化。几乎任何光源,如太阳、月亮甚至荧光灯都可以照亮目标。另外一种方式是从卫星产生一对物理上“纠缠”或“相关”的激光束以照亮物体及其周围环境。
科学家透过分析和合并两个摄像头接收的信号,以一套复杂的量子物理学算法制作出一个以前认为不可能的、极高分辨率的目标图像。而黑暗、云层等影响能见度的因素将不再重要。
报导称,鬼成像卫星比最先进的雷达卫星更能揭示目标的更多细节。因为量子成像可以从广泛的光谱中收集数据,对于人眼而言,它们产生的图像比黑白雷达图像看起来更“自然”。
“鬼成像”相机还可以识别目标的物理性质,甚至是化学成分。这意味着军方将能够区分诱饵,例如在机场展示的战斗机形状的诱饵或隐藏在伪装网下的导弹发射装置。
中国科学院光电科学研究院研究员、全国遥感技术标准化委员会秘书长唐伶俐说,目前中国已有许多新设备完成研制,并准备安装在地面雷达站、飞机和飞艇上。她还透露:“卫星是下一步的目标”。
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