Tecnologia de radar, que significa detecção e alcance de rádio, existe há várias décadas e tem uma ampla gama de aplicações no mundo real. O radar é usado atualmente para detectar alvos ou outros objetos em muitas configurações. Por exemplo, é empregado durante operações militares e aeroespaciais para determinar a localização, faixa, ângulo e / ou velocidade das aeronaves, navios, naves espaciais, mísseis ou outros veículos.

Avanços recentes no desenvolvimento da tecnologia quântica inspiraram pesquisadores a desenvolver protocolos de metrologia quântica que poderiam permitir a criação de tecnologia de radar com capacidades aprimoradas de detecção de alvos. Embora muitos desses protocolos possam determinar a que distância um objeto está com maior precisão do que os radares clássicos, eles não apresentam melhorias notáveis ​​na medição da direção em que está se movendo.

Pesquisadores da Universidade de Pavia e da Academia Chinesa de Ciências introduziram recentemente um novo protocolo de metrologia quântica que pode medir a distância de um objeto e a posição do objeto no espaço com uma precisão maior do que as tecnologias convencionais de radar. Este protocolo, apresentado em um artigo publicado em Cartas de revisão física , é projetado especificamente para localizar alvos não cooperativos em um espaço 3-D.

"Propusemos um protocolo de metrologia quântica para a localização de um alvo semelhante a um ponto não cooperativo no espaço tridimensional, que foi inspirado no protocolo de localização quântica unidimensional proposto por Giovannetti, Lloyd, e Maccone, "Changliang Ren, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse a Phys.org. "Nosso protocolo pode detectar um alvo com mais precisão do que os radares clássicos, tanto em termos de distância quanto de posição. "

Para detectar um determinado alvo, o protocolo desenvolvido por Ren e seus colegas usa um estado quântico máximo emaranhado no qual as frequências e os vetores de ondas transversais estão perfeitamente correlacionados. Neste estado emaranhado, fótons individuais agem como se fossem um único fóton de alta resolução que contém toda a energia dos fótons.

Este fóton "coletivo" reúne informações mais precisas sobre o alvo do que os fótons individuais podem coletar. Isso resulta no radar coletando medições muito mais precisas, tanto em termos de distância de um alvo do radar e sua posição, permitindo que aqueles que usam o radar tenham uma ideia melhor de onde um alvo está localizado e em que direção ele está se movendo.

"Conseguimos propor um protocolo de metrologia quântica para a localização de um alvo semelhante a um ponto não cooperativo no espaço tridimensional, que pode detectar o alvo com mais precisão do que o radar clássico, tanto em sua distância quanto em sua posição, "Ren disse.

No futuro, o protocolo de metrologia quântica desenvolvido por Ren e seus colegas poderia permitir o desenvolvimento de tecnologia de radar de melhor desempenho para inúmeras aplicações aeroespaciais. Até aqui, os pesquisadores investigaram apenas o desempenho do protocolo em condições ambientais ideais. Contudo, para que seja aplicável em configurações do mundo real, eles terão que mostrar que funciona igualmente bem na presença de ruído causado por vários fatores ambientais.

"Em nosso trabalho futuro, também podemos considerar a extensão do protocolo para a localização de alvos no espaço-tempo quadridimensional, para determinar a localização espacial e a hora de um evento, "Ren disse.

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