量子雷达及其目标探测性能综述

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1、第３６卷第６期国防科技大学学报Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．６２０１４年１２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＤｅｃ．２０１４ｄｏｉ：１０．１１８８７／ｊ．ｃｎ．２０１４０６０２５ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ量子雷达及其目标探测性能综述肖怀铁，刘康，范红旗（国防科技大学ＡＴＲ国家重点实验室，湖南长沙４１００７３）摘要：量子技术与传统技术相结合以提升经典系统性能是近年来电子信息、计算机技术等众多科学领域研究热点。由于隐身和电子对抗技术的进步和日益成熟，雷达作为一类典型的电子信息系统，其目标探测受到了越来越多的

2、挑战。从雷达目标探测角度出发，介绍了量子雷达的基本概念与分类、若干实现模型，重点剖析、归纳了量子纠缠等量子效应增强雷达目标探测性能的物理机理与研究现状，指出了量子雷达研究和实现中的关键技术与研究方向。关键词：量子雷达；雷达目标探测；量子纠缠；量子检测与估计中图分类号：Ｐ４１２．２５，Ｏ４３１．２文献标志码：Ａ文章编号：１００１－２４８６（２０１４）０６－１４０－０６ＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆｑｕａｎｔｕｍｒａｄａｒａｎｄｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＸＩＡＯＨｕａｉｔｉｅ，ＬＩＵＫａｎｇ，ＦＡＮＨｏｎｇｑｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡＴＲ，Ｎ

3、ａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｑｕａｎｔｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｖｅｂｅｅｎｅｘｐｌｏｉｔｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌｄｅｖｉｃｅｓｉｎｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｓ，ｓｕｃｈａｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｒａｄａｒ，ａｓａｔｙｐｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｆｆｅｒｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｈａｌｌｅｎｇｅ

4、ｉｎｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｆｏｒｔｈｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｔｅａｌｔｈａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｓｏｆｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｒａｄａｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｅｒｅｏｖｅｒｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｙｐｉｃａｌｉｎｓｔａｎｃｅｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｗｅｒ

5、ｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｈｏｗｑｕａｎｔｕｍｐｈｅｎｏｍｅｎａｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒａｄａｒｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｆｕｔｕｒｅｗｏｒｋｉｎｃｌｕｄｉｎｇｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｒａｄａｒｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｎｔｕｍｒａｄａｒ；ｒａｄａｒｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｑｕａｎｔｕｍｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ；ｑｕａｎｔｕｍｄｅ

6、ｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ雷达技术历经７０余年的发展，其理论、体制、噪比得到显著改善，从而全面增强雷达对目标的［７－１０］实现方法及技术应用等方面都已取得了很大的发检测性能。同时，干涉量子雷达采用量子计［１－３］展。然而，随着综合电子技术的发展，电子干量技术，使用高度纠缠的量子态对目标参数进行扰、反辐射导弹、低空／超低空突防和隐身技术等测量和估计，可以达到超灵敏度，即突破标准量子［４］对雷达的生存产生了极大的威胁。提升雷达极限［１１－１２］达到海森堡极限［１０］，极大地提高了雷系统探测性能，增强雷达对目标的探测、分辨与识达测距、测角分辨率及成像分辨率。此外，相对于别

7、能力，尤其是对隐身目标的探测，已经成为国内传统雷达，量子雷达具有体积小、功耗低、抗干扰外雷达领域科研人员的研究热点。能力强和易于成像等优点。近年来，量子理论与信息科学相结合迎来了目前，国内关于量子雷达相关技术的研究尚量子信息学的蓬勃发展，产生了量子保密通信、量处于起步阶段，将从以下几个方面来探讨其工作子计算和量子成像等理论。其中，量子技术与雷机理和目标探测性能。首先，介绍量子雷达的基达探测技术的结合迎来了量子雷达技术的诞生，本概念、目标探测机理及分类；其次，针对目前提该项技术有望