الرادار الكمومي هو نوع جديد من أجهزة الاستشعار، يحمل وعدًا باكتشاف منصات التخفي، في حين أن هذه التكنولوجيا لا تزال في مراحلها الأولى وتقدم حاليًا قيودًا تقنية ملحوظة، ولكن إذا نجحت، فقد تكون بداية للفصل التالي في الجدلية الدائمة بين الدفاع والهجوم في الحرب، وفي هذا المقال سنوضح ما هو الرادار الكمومي
ما هو الرادار الكمومي
- الرادار الكمومي، هو تقنية استشعار عن بعد، تعتمد على تأثيرات ميكانيكا الكم، مثل مبدأ عدم اليقين أو التشابك الكمي .
- بشكل عام، يمكن رؤية الرادار الكمي على أنه جهاز يعمل في نطاق الموجات الدقيقة، والذي يستغل الميزات الكمية، من وجهة نظر مصدر الإشعاع واكتشاف المخرجات، ويمكنه التفوق في الأداء على نظيره الكلاسيكي.
- يعتمد هذا النظام على استخدام الارتباطات الكمية المدخلة (على وجه الخصوص، التشابك الكمي)، جنبًا إلى جنب مع الكشف الكمي المناسب لقياس التداخل في جهاز الاستقبال (يرتبط ارتباطًا وثيقًا ببروتوكول الإضاءة الكمية).
- ومع ذلك فإن تمهيد الطريق لنموذج أولي قابل للتطبيق من الناحية التكنولوجية للرادار الكمي، ينطوي على حل عدد من التحديات التجريبية.
- يبدو أن التصميمات التجريبية الحالية من هذا النظام تقتصر على نطاقات قصيرة جدًا، بترتيب متر واحد، مما يشير إلى أن التطبيقات المحتملة قد تكون بدلاً من ذلك للمراقبة القريبة أو المسح الطبي الحيوي.
اقرأ أيضا: ما هي الكيمياء الكمومية
الفرق بين الرادار الكمومي والرادار الكلاسيكي
- تتمثل الخطوة الأولى لتقييم التأثير الاستراتيجي المحتمل للرادارات الكمومية، في فهم كيفية عملها وكيف تختلف عن النماذج التقليدية.
- “الرادار” هو اختصار لـ “الكشف عن الراديو وتحديد المدى”، وهو مصطلح يكشف عن مبدأ عمله الأساسي، حيث تصدر الرادارات موجات راديو تنعكس، عندما تصطدم بجسم ما، إلى المصدر.
- من خلال تحليل إشارة العودة هذه، تكون الرادارات قادرة على اكتشاف وتتبع الجسم، ولتجنب هذا النوع من التتبع، هناك حلان محتملان، الأول هو التشويش، وهو ما يعني إنتاج إشارة بنفس الطول الموجي للرادار للتداخل معها حتى لا يتمكن من التمييز بين إشارة العودة والانبعاث المخادع، وبالتالي “تعميها”.
- والثاني هو استخدام أنظمة التخفي التي تستغل ميزات التصميم مثل، الأشكال العاكسة للرادار، والمواد الماصة للرادار لتقليل المقطع العرضي للرادار (RCS، كمية الطاقة الراديوية المنعكسة على المصدر)، وتجعل اكتشافها أكثر صعوبة.
- على الرغم من عدم وجود منصة خفية “غير مرئية” تمامًا للرادار، حيث يمكن لأجهزة الاستشعار التي تعمل في نطاق الترددات العالية جدًا / الفائقة (VHF / UHF)،اكتشاف كائن RCS منخفض بنجاح، يظل هذا مسعى معقدًا لا ينتج عنه توطين دقيق بما يكفي يسمح بالاستهداف.
مبدأ عمل الرادار الكمومي
- مبدأ عمل الرادارات الكمومية مختلف عن الرادار التقليدي، تستغل هذه الأنظمة خاصية مادية معينة تُعرف باسم التشابك الكمومي، عندما يتشابك جسيمان، يكون لهما نفس الحالة الكمومية وأي تغيير في حالة أحد الجسيمات ينتج عنه تغيير موازٍ في حالة الجسيم الآخر، حتى لو كانا بعيدان بشكل كبير عن بعضهما البعض.
- يستغل الرادار الكمومي هذه الخاصية عن طريق توليد حزمة ضوئية مرئية من الفوتونات المتشابكة، والتي تنقسم بعد ذلك إلى قسمين.
- يتم تحويل نصف واحد إلى نطاق الموجات الصغرية دون تغيير حالته الكمومية ثم ينبعث من الرادار، عندما تصطدم الإشارة بجسم ما، تنعكس مرة أخرى إلى المصدر، وتحول مرة أخرى إلى الطول الموجي المرئي، من أجل مقارنتها بالنصف الآخر من الحزمة الأصلية.
- نظرًا لأن الحالة الكمومية لجزيئاته قد تغيرت عندما اصطدمت بالجسم، يمكن للنظام اكتشاف وجوده من خلال ملاحظة الاختلافات في الحالة الكمية للجسيمات الموجودة في الحزمتين وتصفية تلك من مصادر أخرى.
- وبالتالي، فإن الرادار الكمي الذي يعمل بشكل صحيح يجعل تقنية التشويش والتخفي عديمة الفائدة، ونظرًا لأن نظام التشويش لا يمكنه معرفة الحالة الكمية لإشارة الرادار، فلن تتطابق خصائص انبعاث الانتحال وسيتم تجاهلها تلقائيًا.
- أما بالنسبة لمنصات التخفي، فستظل تحتفظ بقدرتها على تشتيت معظم إشارات الرادار الواردة، لكن جزءًا صغيرًا – غير كافٍ لاكتشافه بواسطة الرادارات التقليدية – سيعود إلى المصدر ومراقبة التغيرات في كم الجسيم.
اقرأ أيضا: ما هي نظرية الحقل الكمومي
التحديات التي تواجه الرادار الكمي
- بطبيعة الحال، للرادارات الكمومية حدودها أيضًا، بصرف النظر عن حقيقة أنها تقنية تجريبية تحتاج إلى إتقان كبير قبل أن تصبح جاهزة للعمل، فإن المشكلة الرئيسية تكمن في نطاقها المحدود.
- في الواقع، تفقد الجسيمات خصائص التشابك الخاصة بها في مرحلة ما بسبب ظاهرة تسمى فك الترابط الكمي، مما يعني أن الرادارات الكمومية تفقد أيضًا قدرتها على اكتشاف الأهداف.
- في عام 2015، خلصت دراسة إلى أن المدى الفعال للرادارات الكمومية سيكون أقل من 7 أميال، ولكن في العام التالي ادعى فريق صيني تصنيع رادار كمي يبلغ مداه 61 ميلاً.
- في حين أن القدرة على اكتشاف منصات التخفي على هذه المسافة ستظل إنجازًا كبيرًا، إلا أنها تظل أقل بكثير من مدى الرادارات التقليدية.
- ومع ذلك، قد يكون للإدخال المرتقب للرادارات الكمومية في السنوات المقبلة عواقب وخيمة من الناحيتين العسكرية والجيوسياسية.
المراجع
