Stealth-vliegtuigen in het Canadese noordpoolgebied zijn geen partij voor een nieuw kwantumradarsysteem.

Onderzoekers van de Universiteit van Waterloo ontwikkelen een nieuwe technologie die belooft radaroperators te helpen bij het doorbreken van zwaar achtergrondgeluid en het isoleren van objecten, waaronder stealth-vliegtuigen en raketten, met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid.

"In het Noordpoolgebied, ruimteweer zoals geomagnetische stormen en zonnevlammen interfereren met de werking van de radar en maken de effectieve identificatie van objecten moeilijker, " zei Jonathan Baugh, een faculteitslid van het Institute for Quantum Computing (IQC) en een professor in de afdeling Chemie die het project leidt met drie andere onderzoekers van IQC en het Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). "Door over te stappen van traditionele radar naar kwantumradar, we hopen niet alleen dit lawaai te doorbreken, maar ook om objecten te identificeren die speciaal zijn ontworpen om detectie te voorkomen."

Stealth-vliegtuigen vertrouwen op een speciaal lak- en carrosserieontwerp om radiogolven te absorberen en af ​​te buigen, waardoor ze onzichtbaar zijn voor traditionele radar. Ze gebruiken ook elektronische storing om detectoren te overspoelen met kunstmatige ruis. Met kwantumradar, in theorie, deze vliegtuigen zullen niet alleen worden blootgesteld, maar ook niet wetende dat ze zijn gedetecteerd.

Technologie om de nationale defensie te verbeteren

Quantumradar gebruikt een detectietechniek die kwantumverlichting wordt genoemd om informatie over een object te detecteren en te ontvangen. In de kern, het maakt gebruik van het kwantumprincipe van verstrengeling, waar twee fotonen een verbonden, of verstrikt, paar.

De methode werkt door een van de fotonen naar een ver object te sturen, terwijl het andere lid van het paar behouden blijft. Fotonen in het retoursignaal worden gecontroleerd op tekenen van verstrengeling, waardoor fotonen van de lawaaierige omgevingsachtergrond kunnen worden weggegooid. Dit kan de signaal-ruisverhouding van de radar in bepaalde situaties aanzienlijk verbeteren.

Maar om kwantumradar in het veld te laten werken, onderzoekers moeten eerst een snelle, on-demand bron van verstrengelde fotonen.

"Het doel van ons project is om een ​​robuuste bron van verstrengelde fotonen te creëren die met een druk op de knop kan worden gegenereerd, " zei Bach.

Daten, kwantumverlichting is alleen in het laboratorium onderzocht. De regering van Canada, onder het All Domain Situational Awareness (ADSA) Science &Technology-programma van het Department of National Defense, investeert $ 2,7 miljoen om het gebruik ervan in het veld te versnellen.

De 54 North Warning System (NWS) radarstations, gevestigd in het noordpoolgebied en geëxploiteerd door het North American Aerospace Defense Command (NORAD), naderen het einde van hun levensduur en moeten mogelijk al in 2025 worden vervangen.

"Dit project stelt ons in staat om de technologie te ontwikkelen om kwantumradar van het laboratorium naar het veld te verplaatsen, "zei Baugh. "Het zou de manier waarop we denken over nationale veiligheid kunnen veranderen."