量子雷达毕业设计答辩PPT

量子雷达答辩人：吴波指导老师：郭元术信息工程学院目录1第一章绪论2第二章量子雷达技术3第三章量子纠缠及其在量子雷达中的应用4总结展望量子量子是一个物理量，如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。第一章绪论量子光束超距作用超距作用是物理学历史上出现的一种观点。它认为（至少在早期）：相隔一定距离的两个物体之间存在直接的、瞬时的相互作用，不需要任何媒质传递，也不需要任何传递时间。量子纠缠量子纠缠（quantumentanglement），又译量子缠结，是一种量子力学现象。在量子力学里，两个粒子在经过短暂时间彼此耦合之后，单独搅扰其中任意一个粒子，会不可避免地影响到另外一个粒子的性质，尽管两个粒子之间可能相隔很长一段距离，这种关联现象称为量子纠缠。量子雷达量子雷达是将量子信息技术用于目标探测的电子设备，它是将量子信息调制到雷达信号中，通过识别雷达回波信号中，单个光子的状态信息变化而获得目标信息，从而完成目标探测的电子设备。量子雷达是对经典雷达理论的更新和补充，而不是颠覆和取代量子雷达原理量子雷达组成量子雷达关键技术电磁波的量子特性电磁波的量子特性分析人类图像处理系统分析第二章量子雷达技术波粒二象性微观粒子有时会显示出波动性(这时粒子性较不显著)，有时又会显示出粒子性(这时波动性较不显著)，在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性人类图像处理系统人类的大脑是一个性能优良的、并行的图像处理器。从人类大脑的神经网络处理信息的方式,可以得到如下几点结论:人类的视网膜感应的是光波的粒子特性(类似太阳能电池板)人类大脑的神经网络具有量子感应特性(对单量子脉冲有反应)人类大脑的神经网络是并行处理图像信息,且具有量子计算的自然而高效的并行特点。123量子雷达的组成量子雷达由发射系统和接收系统组成量子雷达由发射系统和接收系统组成。如图1所示,发射系统主要由靶(n个原子组成)、量子编码系统和磁透镜组成。接收系统由磁透镜、接收靶和信息处理系统组成,如图2。量子雷达的关键技术量子信息调制技术量子信息解调技术量子信息处理技术量子信息编码量子信息调制量子信号发射量子信息调制技术量子信息编码量子信息调制量子信息解调技术接收信号去信息处理器信息处理技术分常规计算机处理和量子计算机处理123第三章量子纠缠及其在量子雷达中的应用在物理学中，量子纠缠是指存在这样一些态:一、A,B,C，…，在t时，这些态之间不存在任何相互作用；二、当t时，它们的状态由Hilbert空间HA，HB，HC...，中的矢量|Ψ(t)A，|Ψ(t)B，|Ψ(t)C,…所描述，由A，B，C空间构成的量子系统ABC则由Hilbert空间HABC...=.HA×HB×HC...中矢量|Ψ(t)A，|Ψ(t)B，|Ψ(t)C所描述，则这样的态被称为比Hilbert空间的直积态。否则称态|Ψ(t)A，|Ψ(t)B，|Ψ(t)C,.…是纠缠态。量子雷达的分类有源量子雷达无源量子雷达线性量子雷达非线性量子雷达线性量子雷达系统编码调制解调解码经典信息对不同自旋态的电子进行编码激发出相应状态的光子激发出相应序列的运动经典信息发射波回波基本原理：将经典的信息对不同自旋态的电子进行编码；编码后的电子序列用于激发出相应的光子(电磁波)序列，从而完成量子信息的调制和发射信号的形成接收端通过逆的激发过程，解调出发射信号中的量子信息，即利用接收到的回波光子序列，引起接收端器件介质上的相应的电子序列运动，完成量子信息的提取。优点发射信号能量低，隐蔽机动性极强接收机灵敏度高，可探测各种隐身目标回波粒子特性显著，易于成像抗干扰能力强相对于非线性量子雷达，原理和技术相对成熟非线性量子雷达利用量子纠缠技术实现的量子通信系统非线性量子雷达系统的组成基本原理：通过向目标发射纠缠光子对中的一个，当其受到目标的作用而改变状态时，未发射的另一个也同时改变状态，通过计算未发射粒子状态的变化时间而获得目标的距离信息(量子雷达与量子通信系统的主要区别是：雷达信号不需要约定，即只要探测到回波信号状态变化，就可确定目标信息。因此，只要测到纠缠粒子b的状态变化就可确定纠缠粒子碰到目标；纠缠粒子b的状态变化可以比对其初始状态即可)，进而还可获得其他信息优点缺点不需要接收回波就可探测目标信息，信号受到的干扰小接收机灵敏度高于线性量子雷达信号调制解调简单纠缠态粒子状态检测困难，因此系统实现相对困难探测距离受到纠缠粒子对驰豫时间的限制无源量子雷达基本原理：将目标发出的电磁波(光子)通过聚焦处理，经过单光子接收机进行单光子信号辨识。然后经过量子神经网络进行综合，最后形成图像信息输出。这种方案的优点是：系统完全模拟人眼成像过程，利用光子的粒子特性获得目标的几何特征，从而对目标进行直接成像；系统没有发射信号，隐蔽性强；信号在单光子量级上进行辨识，接收机灵敏度高，可探测各种隐身目标；技术相对成熟，系统实现相对容易。缺点是：系统需要培养知识和经验库；量子神经网络还没有实现。总结与展望量子雷达是一个新兴的研究领域可能拥有探测、识别的能力经典雷达理论进行扩展010203答辩人：吴波201124040125