Radartechnologie, wat staat voor radiodetectie en bereik, bestaat al enkele decennia en heeft een breed scala aan real-world toepassingen. Radar wordt momenteel in veel instellingen gebruikt om doelen of andere objecten te detecteren. Bijvoorbeeld, het wordt gebruikt tijdens militaire en ruimtevaartoperaties om de locatie te bepalen, bereik, hoek en/of snelheid van vliegtuigen, schepen, ruimtevaartuigen, raketten of andere voertuigen.

Recente ontwikkelingen in de ontwikkeling van kwantumtechnologie hebben onderzoekers geïnspireerd om kwantummetrologische protocollen te ontwikkelen die de creatie van radartechnologie met verbeterde doeldetectiemogelijkheden mogelijk maken. Hoewel veel van deze protocollen met grotere precisie kunnen bepalen hoe ver een object is dan klassieke radars, ze vertonen geen opmerkelijke verbeteringen bij het meten van de richting waarin het beweegt.

Onderzoekers van de Universiteit van Pavia en de Chinese Academie van Wetenschappen hebben onlangs een nieuw kwantummetrologisch protocol geïntroduceerd dat zowel de afstand tot een object als de positie van het object in de ruimte kan meten met een hogere precisie dan conventionele radartechnologieën. Dit protocol, gepresenteerd in een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , is speciaal ontworpen om niet-coöperatieve doelen in een 3D-ruimte te lokaliseren.

"We hebben een kwantummetrologisch protocol voorgesteld voor de lokalisatie van een niet-coöperatief puntachtig doelwit in een driedimensionale ruimte, die werd geïnspireerd door het eendimensionale kwantumlokalisatieprotocol voorgesteld door Giovannetti, Lloyd, en Macconé, "Changliang Ren, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde Phys.org. "Ons protocol kan een doelwit nauwkeuriger detecteren dan klassieke radars, zowel qua afstand als positie."

Om een ​​bepaald doel te detecteren, het protocol van Ren en zijn collega's maakt gebruik van een maximaal verstrengelde kwantumtoestand waarin de frequenties en transversale golfvectoren perfect gecorreleerd zijn. In deze verwarde toestand, individuele fotonen gedragen zich alsof ze een enkel foton met hoge resolutie zijn dat alle energie van de fotonen bevat.

Dit 'collectieve' foton verzamelt nauwkeurigere informatie over het doel dan wat individuele fotonen kunnen verzamelen. Hierdoor verzamelt de radar veel nauwkeurigere metingen, zowel in termen van de afstand van een doel tot de radar als zijn positie, waardoor degenen die de radar gebruiken een beter idee krijgen van waar een doelwit zich bevindt en in welke richting het beweegt.

"We zijn erin geslaagd een kwantummetrologisch protocol voor te stellen voor de lokalisatie van een niet-coöperatief puntachtig doelwit in een driedimensionale ruimte, die het doel nauwkeuriger kan detecteren dan klassieke radar, zowel in zijn afstand als in zijn positie, ' zei Ren.

In de toekomst, het door Ren en zijn collega's bedachte kwantummetrologieprotocol zou de ontwikkeling van beter presterende radartechnologie voor tal van ruimtevaarttoepassingen mogelijk maken. Tot dusver, de onderzoekers onderzochten alleen de prestaties van het protocol onder ideale omgevingsomstandigheden. Echter, zodat het toepasbaar is in de echte wereld, ze zullen moeten aantonen dat het even goed presteert in de aanwezigheid van geluid veroorzaakt door verschillende omgevingsfactoren.

"In ons toekomstige werk, we kunnen ook overwegen om het protocol uit te breiden naar de lokalisatie van doelen in vierdimensionale ruimtetijd, om de ruimtelijke locatie en het tijdstip van een evenement te bepalen, ' zei Ren.

© 2020 Wetenschap X Netwerk