پایان عصر هواپیماهای رادارگریز با رادارهای کوانتومی

دولت کانادا بودجه ۲.۱ میلیون دلاری به ساخت رادارهای کوانتومی اختصاص داده است.

به گزارش بازتاب به نقل اززومیت، پیشرفت‌ها در زمینه‌ی فیزیک بیش از یک قرن محرک نوآوری‌های نظامی است؛ از دستگاه‌های اشعه‌ی ایکس ماری کوری در خلال جنگ جهانی اول تا تلاش برای ساخت بمب اتم در طول جنگ جهانی دوم. اما این روزها، سازمان‌های دولتی برای توسعه‌ی فناوری‌های نظامی حتی بودجه‌های بیشتری هم دریافت می‌کنند. اخیرا گزارش‌هایی در مورد طرح سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده آمریکا یا دارپا (DARPA)، برای ساخت کریستال‌های زمان منتشر شده بود و اکنون، کانادا می‌خواهد به ساخت رادارهای کوانتومی روی بیاورد.

دانشمندان کانادایی می‌خواهند ایستگاه‌های رادار فعلی خود را با رادارهای کوانتومی قدرتمند جایگزین کنند. مؤسسه‌ی محاسبات کوانتومی در دانشگاه واترلوی کانادا، اعلام کرد که بودجه‌ی ۲.۱ میلیون دلاری از وزارت دفاع ملی کانادا برای توسعه رادارهای کوانتومی دریافت کرده است.

به گفته‌ی بردیس چیگر، وزیر امور شرکت‌های کوچک و گردشگری کانادا، این بودجه به یک پروژه‌ی سه ساله برای توسعه رادار کوانتومی اختصاص داده شده است و صرف کمک به حفاظت از شمال کانادا می‌شود.

چیگر می‌گوید:

یک بخش شمالی با دسترسی بیش‌تر می‌تواند به معنای خطوط حمل‌ونقلی بیش‌تر و توسعه‌ی اقتصادی بیش‌تر باشد. با افزایش ترافیک در شمال، نیاز به نظارت بهتر و قابل اطمینان‌تری داریم.

هواپیماهای رادارگریز رادار کوانتومی، می‌تواند هواپیماها و دیگر اشیای پرنده‌ای که برای پنهان شدن از رادارهای مبتنی بر امواج رادیویی طراحی شده‌اند شناسایی کند

جاناتان بوگ، استاد دانشگاه در مؤسسه محاسبات کوانتومی در دانشگاه واترلو، می‌گوید:

به‌عنوان پژوهشگر، این یک پروژه‌ی بسیار هیجان‌انگیز است. فناوری‌های کوانتومی نه‌تنها در علم، بلکه در آینده‌ی اقتصادی و همچنین امنیت کشور کانادا نقش مهمی ایفا خواهند کرد.

پدیده‌ای که به‌عنوان درهم‌تنیدگی کوانتومی شناخته می شود، ممکن است کلید شناسایی هواپیماهای رادارگریز باشد. اما فوتون‌ها یا ذرات نور، چه ارتباطی می‌توانند با شناسایی هواپیماها و موشک‌های رادارگریز داشته باشند؟ همه چیز به رفتار مرموز ذرات درهم‌تنیده مربوط می‌شود که فیزیکدانان را از زمان انیشتین مبهوت کرده است. در فیزیک کوانتومی، ذرات درهم‌تنیده، دو ذره (فوتون) هستند که ارتباط خاصی با هم دارند. هنگامی که یک نیرو یا عمل، یک ذره را تغییر می‌دهد، ذره‌ی دیگر هم بلافاصله تغییر می‌کند، این تغییر می‌تواند حتی اگر این دو ذره، با فاصله‌ای طولانی (به‌عنوان مثال، ۱۰۰ هزار سال نوری) از هم جدا شده باشند رخ بدهد. برای رخ دادن چنین تغییری، ذرات باید با سرعتی بیشتر از سرعت نور به هم پیوسته باشند؛ موضوعی که واقعا انیشتین را به دردسر انداخته بود. مشهور است که اینشتین از آن با عنوان عمل شبح‌وار در یک فاصله یاد می‌کرد. با این حال، آزمایش‌های اخیر نشان داده‌اند که عمل شبح‌وار در یک فاصله، در دنیای واقعی اتفاق می‌افتد.

در یک رادار کوانتومی، جفت فوتون‌های درهم‌تنیده می‌توانند به‌جای یک سال نوری (حداقل در ابتدا) در مقیاس یک مایلی به هم متصل باشند. در ابتدا خوشه‌های فوتون‌های باید با عبور از کریستال از یکدیگر جدا شوند، هر فوتون جداشده تبدیل به یک جفت درهم‌تنیده می‌شود. یک فوتون در ایستگاه رادار باقی می‌ماند و در همین حال، فوتون دوم به آسمان می‌رود. هنگامی که فوتون دوم در آسمان به چیزی برخورد کند، به‌عنوان مثال یک بمب‌افکن رادارگریز، منحرف و منعکس می‌شود و در زمان بازگشت موقعیت و سرعت بمب‌افکن را نشان می‌دهد.

هواپیماهای رادارگریز سعی می‌کنند از امواج رادیویی پنهان شوند، بنابراین روش‌های مبتنی بر نور بر علیه آن‌ها بسیار مؤثر خواهد بود. و از آنجایی که دو ذره‌ی فوتون در هم تنیده‌اند، هر گونه تلاش برای تغییر فوتونی که به بمب‌افکن برخورد کرده، می‌تواند فورا در حالت فوتون دوم منعکس شود. همچنین درهم‌تنیدگی جفت فوتون به رادار کوانتومی اجازه می‌دهد که سیگنال‌های فوتون یک هواپیما را از ذرات نور دیگر که از جو زمین عبور کرده‌اند (مانند ذرات شعله‌های خورشیدی) از هم جدا کند.

اساسا یک رادار کوانتومی، می‌تواند هواپیماها و دیگر اشیاء پرنده‌ای را که برای پنهان شدن از رادارهای مبتنی بر امواج رادیویی طراحی شده‌اند، شناسایی کند. اما یک رادار کوانتومی کاربردی هرگز در خارج از آزمایشگاه آزمایش نشده است. به‌ نظر می‌رسد پژوهشگران دانشگاه واترلو، اولین گروهی باشند که می‌خواهند یک مدل واقعی رادار کوانتومی را آزمایش کنند. جاناتان بوگ به گیزمودو گفت:

هدف از پروژه‌ ایجاد یک منبع قوی از فوتون‌های درهم‌تنیده است که می‌توانند با فشار دادن یک دکمه تولید شوند. این پروژه به ما این امکان را می‌دهد که رادار کوانتومی را از محیط آزمایشگاه به دنیای واقعی ببریم …داشتن یک منبع نور مناسب از فوتون‌های کوانتومی، می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد.

این کاربردها شامل مواردی هستند که ممکن است از آن‌ها شنیده باشید، همچون مخابرات کوانتومی، کامپیوترهای فوق سریع کوانتومی، رمزنگاری غیر قابل نفوذ کوانتومی و کاربردهای دیگر. با وجود ادعای خبرگزاری‌های چینی که در سال ۲۰۱۶ اعلام کردند پژوهشگران این کشور موفق به ساخت یک رادار کوانتومی شده‌اند (برخی از کارشناسان نسبت به ادعا تردید دارند)، فناوری رادار کوانتومی هنوز عمدتا در حد تئوری باقی مانده است. اما سازمان‌های دولتی و شرکت‌های هوافضای مختلفی از سرتاسر جهان، از جمله لاکهید مارتین، به دنبال طراحی یک رادار کوانتومی کاربردی هستند.