[发明专利]量子雷达及其实现目标探测的方法

说明书

本发明涉及一种量子雷达及其实现目标探测的方法，该量子雷达包括：EPR源，用于产生纠缠光子信号；信号发射镜，用于将纠缠光子信号中的发射光子，做镜面内的扫描并射向目标；光子存储装置，用于存储纠缠光子信号中的本地光子，且当发射光子遇到目标时，本地光子从光子存储装置中射出；单光子检测器，用于检测从光子存储装置中射出的本地光子，并根据射出的本地光子获得输出电压信号；成像输出模块，用于根据所述电压信号计算出目标的位置并且成像。本发明通过对目标发射纠缠态光子，不用测量回波而获得目标信息并且成像，极大提高了雷达的性能。

技术领域

本发明涉及一种用于空间目标探测的光电设备，具体地指一种量子雷达及其实现目标探测的方法。

背景技术

目前，常规体制雷达主要存在如下几方面缺点：一是发射功率大(几十千瓦)，电磁泄漏大；二是反隐身能力差；三是成像能力弱；四是信号处理复杂，实时性弱。

当前，常规体制雷达发展方向主要是通过提高接收机灵敏度来提高雷达的整机性能。常规体制雷达利用电磁波探测目标，需要通过测量到回波信号后来确定目标，由于电磁波受热噪声叠加影响，电子设备也受热噪声影响，因此，常规体制雷达灵敏度是信噪比极限下的(SNL，shot-noise limit)。所以常规体制雷达灵敏度的进一步提高已达极限。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种性能更高的目标探测方法。通过对目标发射纠缠态光子，不用测量(接收)回波而获得目标信息并且成像，极大提高了雷达的性能。

实现本发明采用的技术方案是一种量子雷达，该量子雷达包括：

EPR源，用于产生纠缠光子信号；

信号发射镜，用于将纠缠光子信号中的发射光子，做镜面内的扫描并射向目标；

光子存储装置，用于存储纠缠光子信号中的本地光子，且当发射光子遇到目标时，本地光子从光子存储装置中射出；

单光子检测器，用于检测从光子存储装置中射出的本地光子，并根据射出的本地光子获得输出电压信号；

成像输出模块，用于根据所述电压信号计算出目标的位置并且成像。

在上述技术方案中，所述光子存储装置包括：

内层光纤和外层光纤，内层光纤为环状，外层光纤包裹在所述内层光纤外也形成环状；

所述内层光纤向环外伸出一段作为光子输入端，所述外层光纤向环外伸出一段作为光子输出端，光子输出端接入单光子检测器；

纠缠态双光子信号中的本地光子以临界角度从光子输入端入射到内层光纤中后，以全反射方式在内层光纤中循环运动；纠缠态双光子信号中的发射光子遇到目标发生状态改变，从而引起本地光子的状态改变，本地光子状态改变使其从内层光纤溢出至外层光纤，最后从光子输出端输出后被单光子检测器检测。

进一步地，所述内层光纤为矩形环状，光子输入端位于矩形的角处；外层光纤包裹在所述内层光纤外也形成矩形环状，光子输出端也位于矩形的角处。

进一步地，所述单光子检测器输出电压信号U₀＝R(θ)I，θ为本地光子从外层光纤射出的角度，R(θ)为超导随入射光子能量大小而转变的电阻值，I为流过单光子检测器的电流。

在上述技术方案中，所述纠缠态光子的纠缠状态检测装置还包括：

激光源，用于产生光信号；

衰减器，用于将所述激光源产生的光信号衰减成双光子或多光子信号；

EPR源，用于将双光子或多光子信号产生纠缠光子信号。

此外，本发明还提供一种通过上述检测装置实现纠缠态光子的纠缠状态检测方法，该方法包括：