चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (USTC) से समाचार, हाल ही में, प्रो. ज़ियांगहुई ज़ू के नेतृत्व में LIDAR टीम ने क्वांटम LIDAR सिस्टम के अनुसंधान में महत्वपूर्ण प्रगति की है। टीम ने पहली बार अपकन्वर्जन क्वांटम हस्तक्षेप सिद्धांत पर आधारित पवन मापन लिडार के सिद्धांत को आगे बढ़ाया, और इस सैद्धांतिक नवाचार के आधार पर सफलतापूर्वक एक प्रोटोटाइप विकसित किया। पारंपरिक सुसंगत पवन मापन रडार की तुलना में, नई प्रणाली 0-13 किमी/सेकंड की गति की एक गतिशील पहचान सीमा और पहचान संवेदनशीलता में 7- गुना सुधार का एहसास करती है। यह परिणाम 15 अगस्त, 2024 को ACS फोटोनिक्स में प्रकाशित हुआ था।
"दूर तक देखना, ठीक से देखना, तेजी से मापना और सटीक मापना" LIDAR द्वारा अपनाए गए लक्ष्य हैं। सिंगल-फ़ोटॉन LIDAR पारंपरिक LIDAR की तुलना में सिंगल-फ़ोटॉन संवेदनशीलता का पता लगाता है, जिसने प्रदर्शन में बहुत सुधार किया है। हालाँकि, अधिक क्वांटम परिशुद्धता माप सिद्धांतों का उपयोग करने वाले क्वांटम रडार का सिद्धांत अभी भी विकास के चरण में है। 1987 में दो-फ़ोटॉन (HOM) हस्तक्षेप की खोज के बाद से, HOM हस्तक्षेप क्वांटम घटनाओं को शास्त्रीय भौतिकी से अलग करने में एक महत्वपूर्ण आधारशिला बन गया है, जो क्वांटम अन्वेषण के एक नए युग की शुरुआत को चिह्नित करता है। HOM हस्तक्षेप न केवल सटीक समय माप और क्वांटम स्थिति विश्लेषण में एक मौलिक भूमिका निभाता है, बल्कि क्वांटम सूचना प्रसंस्करण में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए भी केंद्रीय है। HOM हस्तक्षेप पर आधारित क्वांटम परिशुद्धता माप सिद्धांत और अनुप्रयोग का नवाचार एक वर्तमान शोध हॉटस्पॉट बन गया है।
ज़ियांगहुई ज़ू का समूह अलग-अलग प्रकाश स्रोतों से स्वतंत्र फोटॉनों को क्वांटम हस्तक्षेप घटना प्रदर्शित करने के लिए HOM हस्तक्षेप और उच्च-क्रम क्वांटम इरेज़र का उपयोग करता है, और इस सिद्धांत पर आधारित अपकन्वर्जन डिटेक्टरों पर आधारित दो-फ़ोटॉन इंटरफेरोमेट्रिक वायुमंडलीय लिडार प्रणाली विकसित करता है। यह दृष्टिकोण एकल-फ़ोटॉन संवेदनशीलता, उच्च क्वांटम दक्षता, बड़ी पहचान बैंडविड्थ और बहु-तरंगदैर्ध्य प्रयोज्यता प्रदान करता है। ऑप्टिकल कंप्रेसिव सैंपलिंग विधि के साथ संयुक्त क्वांटम इरेज़र का उपयोग करते हुए, यह क्वांटम रडार सिस्टम 17 गीगाहर्ट्ज (13 किमी/सेकंड के अनुरूप) की बैंडविड्थ पर मेगाहर्ट्ज की सैंपलिंग दर के साथ ऑप्टिकल सिग्नल रिकॉर्ड करने में सक्षम है, जो अल्ट्राहाई-स्पीड लक्ष्यों की निरंतर पहचान में कमजोर सिग्नल की उच्च सैंपलिंग दर और बड़ी डेटा भंडारण क्षमता की समस्या को हल करता है, और दसियों किलोमीटर/सेकंड तक अल्ट्राहाई-स्पीड निरंतर वेगों का पता लगाने का मार्ग प्रशस्त करता है।
17GHz से अधिक डिटेक्शन बैंडविड्थ, आवृत्ति डिटेक्शन त्रुटि 60MHz से कम या बराबर (तरंगदैर्ध्य मीटर त्रुटि 60MHz)
आउटफील्ड प्रयोग में, क्वांटम इंटरफेरेंस रडार प्रणाली 16 किमी की क्षैतिज दूरी पर पवन क्षेत्र का पता लगाने के लिए 70μJ ऊर्जा का उपयोग करती है, जो मौजूदा LiDAR प्रणाली की तुलना में R2=0.997 की पवन क्षेत्र का पता लगाने की स्थिरता के साथ पता लगाने की संवेदनशीलता में 7- गुना सुधार प्राप्त करती है।
70μJ ऊर्जा का उपयोग करके 16 किमी दूरी पर पवन क्षेत्र का पता लगाना
इस तकनीक का मूल उद्देश्य दो-फ़ोटॉन हस्तक्षेप घटना का उपयोग करना और क्वांटम इरेज़र के माध्यम से शोर को दबाकर सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करना है। दो-फ़ोटॉन हस्तक्षेप एक क्वांटम ऑप्टिकल घटना है जिसमें दो फोटॉन एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करते हैं और सहसंबंध तब भी देखे जाते हैं जब वे एक ही समय में मौजूद नहीं होते हैं। दूसरी ओर, क्वांटम इरेज़र एक क्वांटम-मैकेनिकल प्रक्रिया है जिसका उपयोग अतिरिक्त फोटॉनों में हेरफेर करके दो फोटॉनों के बीच क्वांटम उलझाव की स्थिति को खत्म करने या बहाल करने के लिए किया जा सकता है।
टेलीमेट्री ने प्रदर्शित किया है कि इस तकनीक में कमज़ोर सिग्नल माप के लिए बहुत संभावनाएँ हैं। ऑप्टिकल आवृत्तियों को आवृत्ति भेदभाव उपकरण के उपयोग के बिना पता लगाया जा सकता है, यह एक नई पहचान विधि है जो प्रत्यक्ष और सुसंगत पहचान के लाभों को जोड़ती है। रडार प्रणाली को फाइबर-ऑप्टिकली एकीकृत और कॉम्पैक्ट किया गया है, जिसमें अल्ट्रा-हाई-स्पीड मूविंग हार्ड और सॉफ्ट टारगेट के निरंतर रिमोट सेंसिंग माप के लिए संभावित भविष्य के अनुप्रयोग हैं।
