在量子物理学世界里，无奇不有。在最新的研究中，物理学家开发并展示了一种“量子雷达”原型，该原型使用量子纠缠现象检测物体，该系统在某些情况下最终可能会胜过传统雷达。
量子纠缠描述了一种奇异的状态，其中两个粒子可以紧密地连接在一起，无论它们相距多远，它们似乎都能立即通信。假设测量一个粒子的状态会立即改变另一个粒子的状态，即使它位于宇宙的另一侧。这意味着信息的移动速度快于光速，尽管光速被认为是不可能的，然而，这种情况显然能被测量。这种现象甚至使爱因斯坦本人感到不安，爱因斯坦本人将其描述为“远距离的怪异动作”。
尽管我们仍然不完全了解量子为什么起作用或如何起作用，但这并不能阻止科学家们想出办法来利用量子来实现对我们有利的应用。比如，正在发展的量子计算机和量子互联网，这两者将是超快速且几乎不可破解的高性能应用。
而现在，在奥地利科学技术学院（IST Austria），麻省理工学院和约克大学的物理学家的一项新研究中，该现象已应用于雷达。
雷达的工作原理是发出无线电波或微波，然后侦听它们如何反弹回接收器，从而清晰地描绘出该区域中的物体。新的原型系统以相同的基本原理工作，但是它发出的不是光波，而是无线电波。
首先，将光子对纠缠在一起。每对中的一个是“信号”光子，而另一对被称为“惰轮”。信号光子是被发送到感兴趣对象的光子，光子发送的同时，惰轮保持隔离，不受任何干扰。
当信号光子反射回来时，它会发生变化，从而立即影响惰轮光子。然后，设备可以检查惰轮并确定该区域中是否存在目标物体。
尽管反射信号时，两种类型的光子之间会丢失真正的量子纠缠，但保留了足够的信息来确定物体的相关参数。
该过程将非常脆弱且需要大量实验，但研究小组表示，在某些情况下，量子雷达比经典雷达更好，它比低功率雷达在从背景噪声中挑选目标物体更有效。
该研究的主要作者Shabir Barzanjeh说：“我们已经证明了微波量子雷达的概念证明。”“利用比绝对零（-273.14°C）高出千分之一度的缠结，我们已经能够在室温下检测低反射率的物体。”
该团队说，除了改进雷达系统之外，这项新技术还可以最终应用于安全扫描仪和人体组织的医学成像。
该研究发表在《科学进展》杂志上。
资料来源：IST Austria