18 czerwca tego roku chińska grupa badawcza pracująca pod nadzorem China Electronics Technology Group Corporation (CETC) ogłosiła światu stworzenie pierwszego na świecie programowalnego radaru kwantowego. Osiągnięcie to uznawane jest jako krok (a przez niektórych nawet skok) w neutralizowaniu technologii stealth, co pozwoliłoby na wykrywanie obecnie "niewidzialnych" dla radarów samolotów czy innych pojazdów bojowych.
Zanim jednak powtórzymy za Chińczykami proroctwo zmierzchu technologii niewidzialności, czy też jak poprawnie powinno się o niej mówić, obniżonej wykrywalności dla radaru, zastanówmy się, czy ów dumnie brzmiący radar kwantowy istotnie stanowi taki przełom w technologii wykrywania.
jak działają radary "konwencjonalne" oraz jak ich najnowszy, kwantowy odpowiednik?
Radar konwencjonalny opiera się na wysyłaniu fal radiowych, a następnie badaniu ich powrotu po odbiciu od wykrywanego obiektu. Na podstawie czasu powrotu mierzy odległość od wykrytego obiektu, a na podstawie ilości fal powrotnych (tzw. echa radarowego) określa wielkość.
Pojazdy typu stealth (samoloty, drony, ale również łodzie czy czołgi) projektowane są w taki sposób, aby echo to zminimalizować - czy to poprzez kształtowanie geometryczne pozwalające na odbijanie fal w innych kierunkach (nie w stronę nadajnika), czy też materiały pochłaniające promieniowanie oraz aktywne środki zagłuszania emitujące zakłócenia. W efekcie zastosowania tych środków sygnatura radarowa bombowca B-2 (przy próbie wykrycia go od dziobu) jest porównywalna z insektem (ok. jednej tysięcznej metra kwadratowego), a F-22 nawet o połowę mniejsza. Dla porównania w przypadku człowieka jest to około jednego metra kwadratowego, a dla strategicznego bombowca B-52 zaprojektowanego jeszcze w latach pięćdziesiątych poprzedniego wieku - sto metrów kwadratowych.
Zastosowanie metod obniżania wykrywalności powoduje, że echo takich pojazdów jest na tyle niewielkie, że nieodróżnialne od tzw. szumu tła - stąd tego rodzaju pojazdy są pomijane przez systemy wizualizacji radarowej, co może być porównywane z "niewidzialnością".
W przypadku radaru kwantowego zasada działania jest w gruncie rzeczy bardzo podobna. On również wysyła w kierunku wykrywanego obiektu cząstki (najczęściej fotony), które po odbiciu wracają (lub nie) do nadajnika i na podstawie ich charakterystyki następuje wykrycie lub nie. Zasada ta oznacza również, że radar kwantowy w kontekście ilości "powracających" (odbitych) cząstek jest tak samo podatny na technologię stealth, co radar konwencjonalny.
Gdzie w takim razie ten przełom?
Przewaga radaru kwantowego polega na poprawnej identyfikacji cząstek tła i cząstek odbitych. Jak wcześniej było wspomniane, w przypadku radaru konwencjonalnego cząstki odbite przez wykryty obiekt są przez system radarowy "mylone" zarówno z cząstkami tła naturalnego, jak i sztucznie wytworzonego przez obiekt starający się zamaskować swoją obecność. W przypadku radaru kwantowego wysyłane cząstki są jednak w swoisty sposób "podpisywane" z wykorzystaniem zjawiska splątania kwantowego.
W działaniu radarów kwantowych wykorzystuje się bowiem pary cząstek splątanych kwantowo: sygnałową, czyli tą wysyłaną w kierunku wykrywania; i jałową, pozostającą w systemie radarowym. Następnie powracające cząstki badane są pod kątem korelacji kwantowej z cząstkami jałowymi, na podstawie czego możemy je jednoznacznie zidentyfikować, że nie pochodzą one z tła, a oryginalnie zostały wysłane przez nasz system wykrywania.
Innymi słowy otrzymujemy urządzenie, które nadal nie potrafi się oprzeć działaniom zapobiegającym odbiciu cząstek przez wykrywany obiekt, ale jeśli nawet niewielka część tych cząstek wróci, będziemy wiedzieć, że "coś tam jednak jest" - choć nadal nie będziemy w stanie z dużą dokładnością określić jak duże to "coś" jest, nie mówiąc już o poprawnej identyfikacji.
Czy jest to istotnie przełom?
No cóż, jeśli niezależne weryfikacje podawanych przez Chińczyków informacji okażą się pozytywne z pewnością zwiększy to wykrywalność obiektów dotychczas określanych jako "niewidzialne". Pozostaje jednak pytanie czy jeśli radar kwantowy z dozą prawdopodobieństwa graniczącą z pewnością "zobaczy" obiekt o powierzchni odbicia równej jednej tysięcznej metra kwadratowego, czy nawet jednej dziesiątej metra (gdyż będzie odporny na aktywne środki zakłócania), to będzie mógł go kwalifikować jako wroga, czy też jako ptaka, owada czy inny obiekt neutralny. Oczywiście, na podstawie prędkości zbliżania, trajektorii i innych charakterystyk takiego obiektu pewnie można próbować precyzować jego pochodzenie - jednak do "neutralizacji" technologii stealth to według mnie tutaj jednak nieco daleko.
Nie wspominając oczywiście o problemach natury technologicznej - chociażby splątywaniu cząstek wymagającym temperatury bliskiej zeru absolutnemu czy poziomowi błędów w odczytywaniu tego rodzaju korelacji.
Według mnie rewelacje te trzeba obserwować z odpowiednim dystansem, a wieszczenie końca ery "niewidzialnych" samolotów, dronów, okrętów czy pojazdów naziemnych jest zdecydowanie przedwczesne. O ile oczywiście podane przez CETC informacje nie będą stanowić wyłącznie danych laboratoryjnych, niemożliwych do powtórzenia w warunkach operacyjnych.
