寒冷加拿大北极地区是一个尝试捕捉间谍的地方。首先，该地区位于世界磁北极的顶端，在那里太阳黑子和太阳耀斑释放出的带电粒子不可避免地被吸引。这种太阳能干扰使得它很难将重要的无线电信号与背景噪音分离开来——当试图探测一种专门用来击退无线电波的隐形导弹时，工作就变得更加困难了。这就是为什么加拿大的科学家们想要用强大的“量子雷达”取代他们传统雷达站，用量子物理的一个持久难题来取代传统雷达站。
隐形轰炸机，b - 2幽灵，在美国空军的火力演示中投掷了500磅炸弹，图片：Ethan Miller/Getty
这种被称为“量子纠缠”的现象，可能是通过隐形飞机的防辐射护盾来识别的关键。但功能量子雷达从未在实验室之外进行过测试。本周加拿大安大略省滑铁卢大学的研究人员宣布，他们正朝着这个方向迈出了一大步。滑铁卢大学量子计算学院(IQC)的教师Jonathan Baugh在一份声明中说：我们项目的目标是建立一个强大的纠缠光子源，可以在一个按钮的压力下产生，这个项目将允许我们开发技术，帮助将量子雷达从实验室移到现场，它可能会改变我们对国家安全的看法。
但是光子，或者说光粒子，与探测隐形飞机和导弹有什么关系呢？这一切都取决于纠缠粒子的神秘行为。自爱因斯坦时代以来，纠缠粒子一直困扰着物理学家们。在量子物理学中，“纠缠”粒子是两个具有特殊连接的粒子(如光子)。当一个力或作用改变一个粒子时，成对的粒子也会瞬间改变，即使两个粒子相距很远——比如说相距10万光年。对于这样的变化，粒子必须以某种方式将它们的状态相互联系起来，比光速还要快，这真的让爱因斯坦很烦恼。(他著名地称整个现象为“远距离的恐怖行动”)，但最近的实验表明，在远处的幽灵般的行动似乎确实发生了。
在量子雷达中，纠缠光子对会以英里的尺度而不是光年来相互联系(至少在一开始是这样)。首先单个光子簇必须由晶体分裂，每一个被切断的光子都变成一对纠缠的光子。一对中的一个光子会被包含在雷达站内，而第二个光子则会被传送到天空中。当第二个光子击中天空中的某物——比如隐形轰炸机——它就会弹开并被反射，它的返回时间会显示出轰炸机的位置和速度。隐形飞机试图躲避无线电波，因此基于光线的方法对它们更有效。任何试图抢夺或改变击中轰炸机的光子的尝试都将立即反映在静止光子的状态中，因为两者是纠缠在一起的。
光子对之间的纠缠也使得量子雷达可以将纠缠光子的信号与其他光粒子在大气中穿行的噪声(如太阳耀斑)的噪声分离开来。通过这种方式，量子雷达可以从本质上看到过去设计用来击退传统无线电雷达系统的隐形物体。尽管中国官方报纸声称中国在2016年已经实现了功能量子雷达(一些专家对此持怀疑态度)，但量子雷达技术仍在很大程度上停留在理论层面。但是世界各地的研究人员，包括洛克希德马丁公司和滑铁卢大学的研究团队，都在继续推进隐形技术。
原文发布时间为：2018.04.22
本文作者：博科园
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