Quantum Radar - A survey of the science, technology and literature

Författare:

  • Eric Magnus Höijer
  • Per Jonsson
  • Tommy Hult

Publiceringsdatum: 2019-12-20

Rapportnummer: FOI-R--4854--SE

Sidor: 40

Skriven på: Engelska

Forskningsområde:

  • Telekrig

Nyckelord:

  • Kvantradar
  • Quantum illumination
  • Sammanflätning
  • LPI
  • Anti-Stealth
  • Josphson Parametric Amplifier

Sammanfattning

En kvantradar, är en radar som utnyttjar kvantfysikfenomen och inte enkom klassisk fysik. Analogt med andra kvantteknologier, exempelvis kvantdatorer och kvantkommunikation, kan en kvantradar utnyttja fenomenet sammanflätning (entanglement). Kvantmekanisk sammanflätning är en korrelation mellan två (eller flera) partiklar (fotoner, pulser) som kan bli starkare än motsvarande klassiska korrelation. Den kvantteknologi som tycks vara mest lovande idag är quantum illumination. En teknik teoretiskt presenterad av Seth Lloyd år 2008. Två sammanflätade fotoner skapas. En foton, idlern, sparas i radarn, medan den andra fotonen, signalen, skickas mot målet som ska detekteras. Om signalfotonen reflekteras tillbaka mot radarn, kommer den att detekteras med hög sannolikhet, tack vare dess höga korrelation med idlern. Quantum illumination fungerar, till skillnad från många andra kvantteknologier, även i brusiga miljöer. Således har quantum illumination även föreslagits som en teknologi för kvantkommunikation. Idéerna bakom de föreslagna kvantteknologierna, bygger på väl påvisade och allmänt accepterade fysikaliska fenomen. Kvantradarexperiment har utförts i den optiska domänen och nyligen även i mikrovågsdomänen. En central komponent är Josephson Parametric Amplifier, en spinoff från övrig kvantteknologieutveckling. Om teknologiutvecklingen fortskrider så pass väl att intressanta systemprestanda uppnås, är fortfarande en öppen fråga. Mängden forskningspublikationer om kvantradar är mindre än antalet publikationer inom liknade kvantteknologier. Troligen en följd av att radarteknologi är en nischprodukt. Efterfrågan av en kvantradar är troligen främst militär, men eventuellt finns även ett intresse inom medicinsk teknik. Det är möjligt att en relativ liten insats inom kvantradarforskning skulle kunna ge påtagliga resultat.