В Китае началось массовое производство квантовых одноразовых радаров-детекторов для радаров, датчиков и средств связи завтрашнего дня

В Китае квантовые технологии скоро станут широко доступными. В стране начато массовое производство квантовых детекторов одиночной формы, способных улавливать одиночные фотоны и измерять их квантовые характеристики. Такие детекторы приведут к созданию чрезвычайно точных метеорологических и научных датчиков, безопасной связи и радаров для целей, которые плохо наблюдаются.

После многих лет экспериментов был разработан первый четырехканальный детектор одиночного шума.

Устройство, созданное Исследовательским центром квантовых информационных инженерных технологий в провинции Аньхой, способно улавливать квантовый свет (электромагнитная волна) — одиночный фотон. Это похоже на звук падающего песка посреди грозы. Такая технология служит основой для реализации квантовой связи и квантового радара.

Представленный детектор одиночных фотонов основан на фундаментальных законах квантовой механики, которые запрещают «клонирование» их свойств. Другими словами, принятие фотонов, отраженных целью или передающим приемником, гарантирует истинность их квантовых состояний. Такой сигнал невозможно фальсифицировать и, следовательно, невозможно исказить показания РЛС при обнаружении скрытой цели или при создании защитного канала связи в условиях радиопомех. Кроме того, такие датчики способны с невообразимой точностью получать данные о химическом и физическом составе объекта или среды, что важно для метеорологических наблюдений.

Впервые китайские ученые продемонстрировали работу квантового радара в 2016 году, обеспечив однократное обнаружение цели на расстоянии более 100 километров. Новый датчик работает одновременно по четырем приемным каналам, захватывая фотоны от четырех разных источников или от одного источника, что повышает точность измерений. Установив фильтры на каждом канале, можно будет работать одновременно в четырех диапазонах с фотонами разных длин волн.

Это первое в мире четырехканальное устройство, тогда как в коммерческой сети выпускались только одноканальные устройства, что усложняло создание крупномасштабных систем и их эксплуатацию.

Новое устройство примерно в 10 раз меньше по размерам предыдущих устройств аналогичного назначения и(что важнее) Существует повышенная чувствительность к обнаружению квантов света. Значительным успехом является создание криогенной установки размером с кулак для охлаждения рабочих частей детектора, снижающей температуру до -120°С.

Детекторы уже используются ведущими китайскими научно-исследовательскими институтами, а центр уже способен массово производить и поставлять их. «В будущем мы предоставим «китайское решение» для крупных проектов, таких как сеть квантовой связи следующего поколения», — заявили разработчики. Сверхчувствительный детектор также может быть использован для биофлуоресцентных изображений, лазерной связи, измерений в дальнем космосе и однофокусных изображений. Это откроет окно в микромир, где все можно будет буквально «пощупать» фотоном, визуализируя беспрецедентные до сих пор вещи.