Принципы квантовой механики позволят сделать радар, который невозможно будет обмануть

Противодействие сигналам радаров является достаточно сложным делом. Для этого существует несколько различных методов, таких как, подавление полезного сигнала шумом на частоте работы радара или сброс ложных целей, создающих ложные отражения. Но современные радарные системы, вооруженные компьютерами и процессорами обработки сигналов, легко справляются с таким противодействием, поэтому подразделениям радиоэлектронной борьбы приходится применять все более и более сложные методы. Одним из таких сложных методов является перехват сигнала радара и его изменение таким образом, который дает ложную информацию о самой цели и ее местоположении. И с таким методом противодействия бороться намного труднее.

Но, Мехул Малик (Mehul Malik) и его коллеги из университета Рочестера, Нью-Йорк, продемонстрировали идею создания радарной системы, которую невозможно сбить с толка методом подмены сигнала. Разработанная технология базируется на квантовых свойствах фотонов света, в частности на факте, что любая попытка воздействия на фотон приведет к разрушению его квантовых свойств.

Идея заключается в использовании для обнаружения цели и получения ее изображения фотонов, имеющих определенную поляризацию. Цель освещается потоком специально поляризованного света, а отраженные от цели фотоны позволяют составить изображение цели. Но противник может перехватить фотоны, изменить их и отправить назад эти фотоны, которые исказят для радара форму цели и ее местоположение. Такой процесс приведет к изменению квантовых свойств фотонов, в частности, их поляризацию. Определив поляризацию отраженных фотонов можно не только зарегистрировать сам факт постороннего вмешательства, но и полностью избавиться от него, «выбросив» фотоны с неправильной поляризацией.

Точно такие же принципы использует и квантовая криптография, квантовое распределение ключей шифрования. Единственная разница между теми технологиями и технологией квантового радара заключается в том, что «сообщение» посылается и получается одним и тем же абонентом, в данном случае радарной станцией.

Исследователи уже проверили на практике разработанную ими технологию. Они осветили поляризованным светом самолет и провели измерения количества отраженных фотонов, имеющих ошибочную поляризацию. Данных от фотонов, имеющих правильную поляризацию, было вполне достаточно для того, что бы составить четкое и узнаваемое изображение самолета. Когда ученые смоделировали ситуацию перехвата фотонов противником и изменение их таким образом, что назад отсылалось изображение летящей птицы вместо самолета, это вмешательство было легко идентифицировано по резкому увеличению количества фотонов с ошибочной поляризацией.

Проведенные опыты показали, что данная идея создания такой радарной системы, которую невозможно обмануть, вполне работоспособна. Но, такая технология пока что страдает от тех же самых ограничений, что и первые квантовые криптографические системы, которые безопасны только в теории, а на практике их можно взломать, хотя и не очень просто.

К примеру, вместо отсылки назад только одного фотона, система противодействия может отослать к радару целую пачку фотонов, имеющих различную поляризацию. В этом случае один или несколько фотонов могут быть распознаны радарной системой как «правильные» фотоны, но эти фотоны будут нести ложную информацию, которая внесет искажения в работу радара. Существует еще ряд других подобных уловок, которые могут обойти квантовую защиту радарной станции, но существует так же множество решений, уже использованных и проверенных в работе систем квантовой дистрибуции криптографических ключей, которые позволят сделать работу радарной станции более устойчивой и менее подверженной постороннему вмешательству.

И в заключение необходимо заметить, что все использованные технологии и методы хорошо известны и широко используются учеными в лабораториях по всему миру, так что нет никаких препятствий к тому, чтобы квантовые радарные системы могли появиться в реальности уже в самом ближайшем будущем.

Источник: dailytechinfo.org

Написать ответ