¿Cómo funciona un radar cuántico?

Question

Ha habido informes de noticias recientes en los que China afirma haber desarrollado un radar cuántico .

¿Cuál es el mecanismo de acción del radar cuántico y cómo utiliza los principios de la mecánica cuántica para obtener mayores capacidades de detección que los radares convencionales?

Answer 1

Parece que la técnica de mencionar que emplea el concepto de "Quantum de la iluminación". Puedo pasar por alto algunos detalles, pero la idea general es la siguiente: tiene una cuadratura enredados estado de dos de modo de estado de la luz (obtenido a partir de downconversion paramétrica). Uno de los modos de enviar a un objetivo con una baja reflectividad y el segundo se conservan para las mediciones consecutivas. De que el monitor de la región donde se espera el regreso de la señal de modo. Ahora lo que necesita para discriminar entre las dos hipótesis: la meta es que hay o no hay. En el primer caso la devolución modo será muy atenuada modo de señal de + fuerte estado térmico. En el segundo caso - sólo el estado térmico. Estas variantes llevar a la diferente densidad de las matrices de la modalidad de dos detectado estado (retorno de modo + el que mantiene en el principio). Y existe una muy estableció la teoría del estado cuántico discriminación (véase el este o este para una revisión), introdujo por primera vez por Helstrom (C. W. Helstrom, Detección Cuántica y la Teoría de la Estimación). La idea general detrás de esta teoría es que usted tiene que encontrar un POVM $\{\Pi\}$ que minimiza la probabilidad de error:

$$P_\mathrm{err}= p_0 \mathrm{Tr}[\rho_0 \Pi_0] +p_1 \mathrm{Tr}[\rho_1 \Pi_1] $$

donde, $\rho_1$, e $\rho_0$ son los que usted desea para discriminar e $p_0, p_1$ son las probabilidades a priori para ver o no ver el objetivo. Usted podrá decidir que el estado se $\rho_0$ si se obtiene un resultado correspondiente a $\Pi_0$ $\rho_1$ en un caso diferente. La tarea de encontrar a $\{\Pi\}$ es duro, pero los autores de la cuántica técnica de iluminación se las arregló para hacer que los estados consideren. Por supuesto, a pesar de ser la óptima, la probabilidad de error será muy cerca de 1/2 para una sola medición. Usted necesita para realizar muchas mediciones consecutivas (cuanto más mejor) para obtener una razonable probabilidad de error, y la principal ventaja de la técnica con la que los autores afirman es que usted necesita para hacer mucho menos (orden de magnitud) de las mediciones de lo que se necesita con un clásico de estado de la señal.

Answer 2

Un QRD fue diseñado para eliminar la radiación de fondo tanto como sea posible. Debe contener dos dispositivos que sería interconvierten de luz visible, las microondas.

Primero la parte superior del convertidor de parejas de dos enredados vigas, un microondas, un (línea roja ondulada) y visible (rojo línea recta); a continuación, el microondas, la reflexión se convierte en luz visible, que interfiere con la inicial del haz visible en el detector.
Quantum de la iluminación es el término que se creo para ayudar con la detección de débilmente objetivos reflectantes cuando en lugares con mucho ruido de fondo de la luz visible, las microondas.
Similar idea sería utilizado en la resonancia magnética para fines médicos.

En el núcleo de todo esto es un llamado electro-optomechanical (convertidor de microondas <-> visible de longitud de onda). Este dispositivo consiste de óptica y microondas cavidades para el almacenamiento de cada tipo de radiación, con una nanoescala objeto que vibra (como un cristal piezoeléctrico o metálico en la membrana) que sirven como conexión entre las dos. El oscilador puede par vibraciones electromagnéticas en las dos cavidades, a pesar de sus diferentes frecuencias.
Dicho esto, yo no soy realmente un experto en el campo de quantum entanglement así que tome mis palabras con un grano de sal.
Referencias:
S. Lloyd "aumento de la Sensibilidad de Photodetection a través de Quantum de la Iluminación"
J. Bochmann, A. Vainsencher, D. D. Awschalom, y A. N. Cleland, "Nanomecánicos Acoplamiento entre las Microondas y la Óptica de los Fotones"
R. W. Andrews, R. W. Peterson, T. P. Purdy, K. Cicak, R. W. Simmonds, C. A. Regal, y Lehnert K. W., "Bidireccional y Eficiente de Conversión entre las Microondas y la Luz Óptica"
EDIT: Esto es un bosquejo simplificado. No sé las matemáticas detrás de él, pero no debería ser nada espectacular.