Ученые из университета в канадском Ватерлоо собираются использовать квантовые технологии для улучшения качества работы радаров. «В Арктике на работу радаров отрицательно влияет космическая погода, как то геомагнитные бури и солнечные вспышки, по причине чего эффективная идентификация объектов зачастую становится проблематичной», - говорит руководитель проекта Джонатан Бох в интервью порталу phys.org. - «Зато переход с традиционного радара на квантовые радары, как мы надеемся, позволит не только преодолеть эти шумы, но и идентифицировать объекты, специально оборудованные для того, чтобы препятствовать своему обнаружению».
Борьба за Арктику
Под такими объектами подразумеваются боевые устройства, как то корабли «стелс», бомбардировщики-невидимки и крылатые ракеты. А то, что Бох назвал Арктику, это не случайность. Этот регион уже давно является ареной напряженных отношений между США и Россией. Подо льдами Арктики предполагается наличие огромных запасов полезных ископаемых. Россия в последние годы усиливает свое военное присутствие в Арктике, расконсервирует военные аэродромы, устанавливает ракетные системы и создает новые военные базы.
Для выявления российских самолетов, военных кораблей и возможных крылатых ракет США имеют в Арктике 54 радарные станции. Но они не способны эффективно обнаруживать устройства, оснащенные по технологиям «стелс», поэтому можно предположить, что скоро их служба закончится. Обновление же систем радарного слежения и обнаружения запланировано с 2025 года.
Технологии «стелс» могут лишь уменьшить размер отметки на радаре
Самолеты «стелс» стремятся оставаться невидимыми для радаров с помощью комбинации различных методов. Они используют покрытия, абсорбирующие радарные излучения, и геометрические формы, которые их рассеивают. Но отметка на радаре может лишь уменьшиться, но не «стереться» на 100 процентов. Остаточный сигнал маскируется с помощью генерации установленными на борту специальными устройствами помех (шумов). И именно здесь незаменимым может оказаться квантовый радар.
Квантовый радар базируется на технологии квантовой иллюминации. Для этого необходимы два скрещенных фотона. Один из фотонов посылается в направлении объекта, в то время как второй остается в месте отправки. Фотоны возвращающегосясигнала проверяются на предмет наличия признаков скрещивания. Если выявляются фотоны, не имеющие таких признаков, значит они являются базовыми шумами и отфильтровываются. После такого фильтрования назад возвращается «чистый» сигнал, что упростит определение объектов.
Реализация в полевых условиях проблематична
Сейчас вызов для ученых заключается в том, чтобы найти возможность создавать в достаточной степени скрещенные фотоны. «Нам необходимо найти источник, который позволит генерировать скрещенные фотоны простым нажатием кнопки», - говорит Бох.
Пока что квантовая иллюминация тестировалась лишь в лабораторных условиях. Канадское правительство уже инвестировало 2,7 миллиона американских долларов для продолжения исследований. «Благодаря этому, мы можем вывести технологии квантового радара из лаборатории в поле», - продолжает Бох. - «И это важно, так как это касается нашей национальной безопасности».
Бомбардировщики-невидимки, как Northrop B-2 Spirit, уже не смогут укрыться от квантового радара.