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量子雷达可探测低反射率目标

发布时间:2020-01-15 18:26    点击次数:57次   

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  据物理学家组织网近日报道,他们开发的新一代雷达是个混合系统,能利用微波与光束之间的量子相关性来探测物体,如癌细胞或隐形飞机这类低反射率目标。由于量子雷达运行耗能比传统系统要低得多,因此从长远来看,在广泛的生物医学领域,如非入侵性核磁共振扫描,有着巨大的潜力。

  研究小组由约克大学计算机科学系和约克量子技术中心博士斯特凡诺·皮兰多拉领导。他们发现了一种特殊的转换器,这种双腔装置通过纳米机械振子把微波束和光束耦合在一起,也是构成新系统的关键部分。这种装置不仅能产生微波—光学纠缠(信号发射期间),还能把微波转换为光束(收集来自目标物体的反射光束期间)。

  传统的雷达天线会发出微波扫描一片空间区域,任何目标物体都会把这些信号反射回去,但区域内的低反射率物体会发出很高的背景噪音,因此用传统的雷达系统很难定位。相比之下,量子雷达运行更加有效,利用量子纠缠提高了灵敏度,能探测到来自非常嘈杂噪音区反射的微弱信号。

  虽然真正的量子雷达尚未实现,但它们具有优越的性能,尤其在低光子框架下。皮兰多拉博士说:“这种非侵入性对短程的生物医学应用尤为重要。从长远来看,这种方案可以在短距离操作,由于利用了少量的量子相干光子,能以非入侵的方式检查生物样本或人类组织中是否存在缺陷。我们的方法可用于开发针对脆弱蛋白质和核酸的非侵入式核磁共振光谱仪。在医疗中,这些技术有可能用在磁共振成像中,降低病人身体吸收的辐射剂量。”

  由英国约克大学量子信息科学家领导的一个国际研究小组开发出一种量子雷达原型,有望探测到那些传统系统看不见的目标。相关论文发表在近期的《物理评论快报》上。

  据物理学家组织网近日报道,他们开发的新一代雷达是个混合系统,能利用微波与光束之间的量子相关性来探测物体,如癌细胞或隐形飞机这类低反射率目标。由于量子雷达运行耗能比传统系统要低得多,因此从长远来看,在广泛的生物医学领域,如非入侵性核磁共振扫描,有着巨大的潜力。

  研究小组由约克大学计算机科学系和约克量子技术中心博士斯特凡诺·皮兰多拉领导。他们发现了一种特殊的转换器,这种双腔装置通过纳米机械振子把微波束和光束耦合在一起,也是构成新系统的关键部分。这种装置不仅能产生微波—光学纠缠(信号发射期间),还能把微波转换为光束(收集来自目标物体的反射光束期间)。

  传统的雷达天线会发出微波扫描一片空间区域,任何目标物体都会把这些信号反射回去,但区域内的低反射率物体会发出很高的背景噪音,因此用传统的雷达系统很难定位。相比之下,量子雷达运行更加有效,利用量子纠缠提高了灵敏度,能探测到来自非常嘈杂噪音区反射的微弱信号。

  虽然真正的量子雷达尚未实现,但它们具有优越的性能,尤其在低光子框架下。皮兰多拉博士说:“这种非侵入性对短程的生物医学应用尤为重要。从长远来看,这种方案可以在短距离操作,由于利用了少量的量子相干光子,能以非入侵的方式检查生物样本或人类组织中是否存在缺陷。我们的方法可用于开发针对脆弱蛋白质和核酸的非侵入式核磁共振光谱仪。在医疗中,这些技术有可能用在磁共振成像中,降低病人身体吸收的辐射剂量。”


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