Tecnología de radar, que significa detección y alcance de radio, ha existido durante varias décadas y tiene una amplia gama de aplicaciones del mundo real. El radar se utiliza actualmente para detectar objetivos u otros objetos en muchos entornos. Por ejemplo, se emplea durante las operaciones militares y aeroespaciales para determinar la ubicación, distancia, ángulo y / o velocidad de las aeronaves, buques, naves espaciales, misiles u otros vehículos.

Los avances recientes en el desarrollo de la tecnología cuántica han inspirado a los investigadores a diseñar protocolos de metrología cuántica que podrían permitir la creación de tecnología de radar con capacidades mejoradas de detección de objetivos. Si bien muchos de estos protocolos pueden determinar qué tan lejos está un objeto con mayor precisión que los radares clásicos, no muestran mejoras notables en la medición de la dirección en la que se está moviendo.

Investigadores de la Universidad de Pavía y la Academia de Ciencias de China han introducido recientemente un nuevo protocolo de metrología cuántica que puede medir tanto su distancia de un objeto como la posición del objeto en el espacio con mayor precisión que las tecnologías de radar convencionales. Este protocolo, presentado en un artículo publicado en Cartas de revisión física , está diseñado específicamente para localizar objetivos que no cooperan en un espacio tridimensional.

"Propusimos un protocolo de metrología cuántica para la localización de un objetivo puntual no cooperativo en un espacio tridimensional, que se inspiró en el protocolo de localización cuántica unidimensional propuesto por Giovannetti, Lloyd, y Maccone, "Changliang Ren, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo Phys.org. "Nuestro protocolo puede detectar un objetivo con mayor precisión que los radares clásicos, tanto en términos de distancia como de posición ".

Para detectar un objetivo determinado, el protocolo ideado por Ren y sus colegas utiliza un estado cuántico entrelazado al máximo en el que las frecuencias y los vectores de ondas transversales están perfectamente correlacionados. En este estado enredado, los fotones individuales actúan como si fueran un solo fotón de alta resolución que contiene toda la energía de los fotones.

Este fotón 'colectivo' recopila información más precisa sobre el objetivo que la que pueden recopilar los fotones individuales. Esto da como resultado que el radar recopile mediciones mucho más precisas, tanto en términos de la distancia del objetivo al radar como de su posición, permitiendo a quienes usan el radar tener una mejor idea de dónde se encuentra un objetivo y en qué dirección se está moviendo.

"Logramos proponer un protocolo de metrología cuántica para la localización de un objetivo puntual no cooperativo en un espacio tridimensional, que puede detectar el objetivo con mayor precisión que el radar clásico tanto en su distancia como en su posición, "Dijo Ren.

En el futuro, el protocolo de metrología cuántica ideado por Ren y sus colegas podría permitir el desarrollo de una tecnología de radar de mejor rendimiento para numerosas aplicaciones aeroespaciales. Hasta aquí, los investigadores solo investigaron el desempeño del protocolo en condiciones ambientales ideales. Sin embargo, para que sea aplicable en entornos del mundo real, Tendrán que demostrar que funciona igualmente bien en presencia de ruido causado por diversos factores ambientales.

"En nuestro trabajo futuro, también podríamos considerar extender el protocolo a la localización de objetivos en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones, para determinar la ubicación espacial y el momento de un evento, "Dijo Ren.

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