8月19日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“中國科大”）獲悉，該校薛向輝教授領(lǐng)導(dǎo)的激光雷達(dá)團(tuán)隊(duì)在量子激光雷達(dá)系統(tǒng)研究方面取得了重大進(jìn)展，首次提出了基于上轉(zhuǎn)換量子干涉原理的測風(fēng)激光雷達(dá)理論，并基于這一理論創(chuàng)新成功研發(fā)了樣機(jī)。這一成果于今年8月15日發(fā)表在國際頂級期刊《ACS Photonics》上。

“看得遠(yuǎn)、看得細(xì)，測得快、測得準(zhǔn)”是激光雷達(dá)追求的目標(biāo)。單光子激光雷達(dá)相比傳統(tǒng)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了單光子靈敏度的探測，性能有了極大的提升。然而，利用更多量子精密測量原理的量子雷達(dá)理論仍處于發(fā)展階段。

自1987年雙光子（HOM）干涉被發(fā)現(xiàn)以來，HOM干涉已成為區(qū)分量子現(xiàn)象與經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)鍵基石，標(biāo)志著量子探索新時(shí)代的到來。薛向輝課題組利用HOM干涉和高階量子擦除使得來自不同光源的獨(dú)立光子展現(xiàn)出量子干涉現(xiàn)象，并基于該理論開發(fā)了一種基于上轉(zhuǎn)換探測器的雙光子干涉大氣激光雷達(dá)系統(tǒng)。

這種方法具有單光子靈敏度、高量子效率、大檢測帶寬和多波長適用性。該量子雷達(dá)系統(tǒng)不僅解決了超高速目標(biāo)連續(xù)檢測中弱信號的高采樣率和大數(shù)據(jù)存儲量問題，為實(shí)現(xiàn)高達(dá)數(shù)十公里/秒的超高速連續(xù)速度檢測鋪平了道路，還比現(xiàn)有激光雷達(dá)系統(tǒng)高7倍的探測靈敏度。

目前該雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖集成和緊湊化，未來可能應(yīng)用于連續(xù)遙感測量超高速移動軟硬目標(biāo)。

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合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 劉小容 實(shí)習(xí)生 王碧海