2026 年，量子雷達技術取得了重要的實驗室突破——中國科學技術大學潘建偉團隊發表了迄今為止最遠距離的量子雷達目標探測示範，使用糾纏光子實現了 500 公里距離的金屬目標探測。量子雷達——正式名稱為「量子照明」（Quantum Illumination）——利用量子糾纏態來探測目標，理論上可以在極低的信噪比條件（如強電子戰干擾環境）下實現可靠的目標偵測。
傳統雷達透過發射電磁波脈衝並接收從目標反射的回波來工作。在強干擾或噪聲環境中，目標回波信號可能淹沒在背景噪聲中——傳統雷達需要提高發射功率或使用更複雜的波形來維持性能。量子雷達則利用糾纏光子對——一個光子（「信號光子」）被發射出去探測目標，另一個光子（「閒置光子」）保留在接收機處。根據量子力學原理，兩個糾纏光子即使相距遙遠也保持著量子關聯性——當信號光子從目標反射回來時，測量信號和閒置光子之間的關聯性，即使單個信號強度遠低於噪聲水平，也可以從統計相關性中提取出目標資訊。
潘建偉團隊的實驗系統使用自發參量下轉換（SPDC）過程產生 1,000 對/秒的糾纏光子對——信號光子為紅外波段（1,550 nm，光纖通訊波段），透過望遠鏡系統發射到目標。閒置光子則在實驗室的超導納米線單光子探測器中保持。在 500 公里的測試距離上——在合肥和某測試站之間——系統在背景噪聲比信號強 106 倍的條件下實現了目標探測，信噪比優於傳統雷達約 8 dB。
量子雷達距離實用化部署仍有顯著的工程挑戰。當前系統的探測距離（500 公里）是在光學波段取得的——光學量子雷達容易受天氣（雲、霧、雨）影響，而微波波段（傳統雷達頻段）的糾纏光子產生和探測效率遠低於光學波段——目前微波頻段的量子雷達示範距離仍限於 1 米以內。國防分析人士認為，量子雷達在未來 5-10 年內更可能的應用場景是對抗電子戰環境下的遠程預警和目標指示——特別是在強 GPS/雷達干擾條件下保持對隱形飛機和導彈的跟蹤能力——而非替代現有雷達系統。
量子雷達的物理原理
量子雷達——正式名稱為「量子照明」（Quantum Illumination）——利用量子糾纏態來探測目標，理論上可以在極低的信噪比條件下實現可靠的目標偵測。傳統雷達在強干擾或噪聲環境中目標回波信號可能淹沒在背景噪聲中——需要提高發射功率或使用更複雜的波形。量子雷達利用糾纏光子對——一個光子被發射出去探測目標，另一個保留在接收機處——測量兩者之間的量子關聯性。即使單個信號強度遠低於噪聲水平，也可以從統計相關性中提取出目標資訊。
量子照明理論最早由 Seth Lloyd 在 2008 年提出——證明了在固定數量的信號光子下，使用量子糾纏的探測錯誤概率指數級低於經典方案。潘建偉團隊的實驗是這一理論最遠距離的實際驗證。
潘建偉團隊的 500 公里示範
實驗系統使用自發參量下轉換（SPDC）過程產生 1,000 對/秒的糾纏光子對——信號光子為紅外波段（1,550 nm），透過望遠鏡系統發射到目標。閒置光子保留在超導納米線單光子探測器中。在合肥和某測試站之間 500 公里的距離上——系統在背景噪聲比信號強 106 倍的條件下實現了目標探測——信噪比優於傳統雷達約 8 dB。
這一距離比此前最先進的量子雷達示範（約 1-10 公里）提升了兩個數量級。關鍵創新包括：使用高亮度的糾纏光子源（SPDC 效率提升了約 10 倍）、大孔徑望遠鏡（口徑 1.2 米用於收發）、以及時域濾波技術（將背景噪聲降低約 1,000 倍）。
實用化挑戰
量子雷達距離實用化部署仍有顯著的工程挑戰。當前系統的探測距離（500 公里）是在光學波段取得的——光學量子雷達容易受天氣（雲、霧、雨）影響——而微波波段（傳統雷達頻段）的糾纏光子產生和探測效率遠低於光學波段。Pan 團隊的下一步目標是將系統移至 1.5 微米或微波波段——並將發射功率從實驗室的毫瓦級提升至瓦級。
量子雷達在未來 5-10 年更可能的應用場景是對抗電子戰環境下的遠程預警和目標指示——特別是強 GPS/雷達干擾條件下保持對隱形飛機和導彈的跟蹤能力——而非替代現有雷達系統。在反隱形應用中——量子雷達可以利用其抗干擾特性來對抗先進的電子戰干擾——傳統雷達在強電子攻擊下可能完全失效。
國際競爭格局
量子雷達的研究在全球幾個主要實驗室之間展開激烈的競爭。中國科學技術大學潘建偉團隊在量子照明遠程示範方面領先全球——但其他國家的團隊也在取得進展。英國約克大學的團隊使用摻鉺光纖中的糾纏光子——在 1.5 微米光纖通信波段實現了 200 公里的量子照明——與現有光纖通信基礎設施兼容。美國 MIT 林肯實驗室使用微波波段的糾纏光子（GHz 頻段）——雖然探測距離目前僅限於實驗室規模（1 米）——但微波波段對天氣不敏感——如果成功擴展至實用距離，將在軍事應用中具有根本性優勢。
2026 年，美國國防高級研究計劃局（DARPA）啟動了「量子雷達實用化」項目——投資 5,000 萬美元——目標是開發可在真實戰場環境中運行的量子雷達原型系統。DARPA 的技術指標包括：探測距離 >100 公里、在典型軍事干擾強度下保持性能、以及可集成到現有 F-35 或 F/A-18 戰鬥機的傳感器套件中。
量子雷達的優勢場景
量子雷達在以下場景中具有獨特的戰術優勢。反隱形作戰——隱形飛機設計用於最小化雷達回波——但在量子照明中目標的存在是透過信號與閒置光子之間的相關性檢測的，而非回波強度——理論上可以檢測雷達截面積極小的目標。抗干擾作戰——傳統雷達在強電子戰干擾下可能完全失效——量子雷達的探測基於量子統計相關性——干擾噪聲對相關性的影響遠小於對回波強度的影響。低截獲概率（LPI）作戰——量子雷達的信號光子可以低到淹沒在背景噪聲中——對手無法偵測到正在被探測，因為發射的信號本身不可區分於噪聲——對執行隱蔽監視任務具有重要意義。
與經典雷達的協同
量子雷達的目標不是取代經典雷達——而是與經典雷達形成互補的探測能力。最可能的部署模式是「雙模式雷達」——在常規條件下使用經典雷達（高功率、低複雜度）——在受到電子戰干擾或需要探測低雷達截面目標時切換到量子模式（抗干擾、高靈敏度）。量子模式的高靈敏度來自其利用量子相關性在極低信噪比條件下提取信號的能力——但同時量子模式的刷新率（每秒 1,000 個信號光子）遠低於經典雷達——對快速機動目標的追蹤能力有限。雙模式雷達的工程挑戰是兩種模式共享同一套天線和收發系統——需要複雜的光學開關和信道隔離設計。