代表無線電檢測和測距的雷達技術已經(jīng)存在了數(shù)十年，并且在現(xiàn)實世界中具有廣泛的應用。雷達當前用于在許多設置中檢測目標或其他對象。例如，在軍事和航空航天行動中使用它來確定飛機，輪船，航天器，導彈或其他車輛的位置，范圍，角度和/或速度。

量子技術發(fā)展的最新進展啟發(fā)了研究人員設計量子計量協(xié)議，該協(xié)議可以使雷達技術的創(chuàng)建具有增強的目標檢測能力。盡管這些協(xié)議中的許多協(xié)議可以比傳統(tǒng)雷達更高的精度確定物體的距離，但是它們在測量其移動方向方面并未表現(xiàn)出明顯的改進。

帕維亞大學和中國科學院的研究人員最近推出了一種新的量子計量協(xié)議，該協(xié)議可以以比傳統(tǒng)雷達技術更高的精度測量其到物體的距離以及物體在空間中的位置。該協(xié)議在《物理評論快報》上發(fā)表的一篇論文中提出，專門用于在3-D空間中定位非合作目標。

“我們提出了一種量子計量學協(xié)議，用于在三維空間中定位非合作性點狀目標，這是受到喬萬內(nèi)蒂，勞埃德和麥克科恩提出的一維量子定位協(xié)議的啟發(fā)，” 任昌亮說。進行這項研究的研究人員中的一位告訴Phys.org。“就距離和位置而言，我們的協(xié)議可以比傳統(tǒng)雷達更精確地檢測目標。”

為了檢測給定的目標，Ren和他的同事設計的協(xié)議使用了最大糾纏的量子狀態(tài)，在該狀態(tài)下，頻率和橫向波矢量完全相關。在這種糾纏狀態(tài)下，單個光子的行為就好像它們是包含所有光子能量的單個高分辨率光子一樣。

這個“集體”光子比單個光子可以收集的信息收集有關目標的更準確的信息。這樣一來，雷達就可以收集到更精確的測量數(shù)據(jù)，包括目標與雷達的距離及其位置，這使得使用雷達的人可以更好地了解目標的位置以及目標的移動方向。

任說：“我們成功地提出了一種用于在三維空間中定位非合作點狀目標的量子計量協(xié)議，該協(xié)議可以比傳統(tǒng)雷達在距離和位置上更精確地檢測目標。”

將來，Ren和他的同事設計的量子計量協(xié)議可以為許多航空航天應用開發(fā)性能更好的雷達技術。到目前為止，研究人員僅研究了該協(xié)議在理想環(huán)境條件下的性能。但是，為了使其能夠在現(xiàn)實環(huán)境中使用，他們將必須證明它在存在各種環(huán)境因素引起的噪聲的情況下同樣表現(xiàn)良好。

任志剛說：“在未來的工作中，我們可能還會考慮將協(xié)議擴展到四維時空中目標的定位，以確定事件的空間位置和時間。”