Công nghệ lượng tử giờ đây không còn là lý thuyết nữa mà đang dần phổ biến ở nhiều lĩnh vực, như anh em thấy các máy tính lượng tử là một ứng dụng tiêu biểu. Chúng có thể xử lý các phép tính phức tạp mà máy tính thông thường không làm được. Nhưng ứng dụng của công nghệ lượng tử không chỉ dừng ở máy tính mà đang xuất hiện ngày một nhiều trong các lãnh vực như y dược, nghiên cứu khoa học, phát triển vật liệu và quân sự, nơi có thể cần đến nó nhất.
Radar lượng tử là một ví dụ tiên phong cho việc ứng dụng công nghệ này trong quân sự. Nó ra đời với mục tiêu phát hiện các máy bay được trang bị công nghệ tàng hình. Những máy bay đạt khả năng tàng hình tốt có thể kể đến như chiến đấu cơ F-35, F-22, máy bay ném bom B-2 Spirit và đặc biệt là chiếc F-117 Nighthawk huyền thoại.
Vật liệu của những máy bay đó có khả năng làm chệch hướng, thậm chí hấp thụ luôn tín hiệu radar. Vì vậy chúng không thể phản xạ lại và làm cho hệ thống radar truyền thống khó lòng phát hiện ra chiếc máy bay. Thế nhưng với radar lượng tử thì đó lại là một câu chuyện khác, loại radar này tận dụng một khái niệm của vật lý lượng tử gọi là sự “vướng víu lượng tử”. Như cái tên của nó thể hiện, đó là một sự kết nối mật thiết giữa hai hạt, nếu hạt này bị tác động thì hạt kia cũng ghi nhận một trạng thái giống y hệt cho dù chúng đang ở rất xa nhau.
Radar lượng tử sẽ chiếu ra nhiều cặp photon giống nhau. Trong mỗi cặp, một photon được chiếu vào không khí và một photon thì ở lại. Khi photon tiếp cận với máy bay tàng hình, nó sẽ thu thập thông tin và photon ở lại cũng lập tức ghi nhận thông tin đó. Với cơ chế này thì radar lượng tử sẽ nhận tín hiệu phản xạ ngay mà không còn phải chờ tín hiệu phản xạ lại như radar truyền thống. Tuy nhiên cơ chế này không hoàn hảo, nó vẫn có nguy cơ bị mất kết nối do khoảng cách quá xa hoặc điều kiện thời tiết cực đoan (độ ẩm cao, gió bão, bụi bẩn, sức nóng) cũng có thể cắt đứt liên kết lượng tử giữa 2 hạt photon.
Radar lượng tử là một ví dụ tiên phong cho việc ứng dụng công nghệ này trong quân sự. Nó ra đời với mục tiêu phát hiện các máy bay được trang bị công nghệ tàng hình. Những máy bay đạt khả năng tàng hình tốt có thể kể đến như chiến đấu cơ F-35, F-22, máy bay ném bom B-2 Spirit và đặc biệt là chiếc F-117 Nighthawk huyền thoại.
Vật liệu của những máy bay đó có khả năng làm chệch hướng, thậm chí hấp thụ luôn tín hiệu radar. Vì vậy chúng không thể phản xạ lại và làm cho hệ thống radar truyền thống khó lòng phát hiện ra chiếc máy bay. Thế nhưng với radar lượng tử thì đó lại là một câu chuyện khác, loại radar này tận dụng một khái niệm của vật lý lượng tử gọi là sự “vướng víu lượng tử”. Như cái tên của nó thể hiện, đó là một sự kết nối mật thiết giữa hai hạt, nếu hạt này bị tác động thì hạt kia cũng ghi nhận một trạng thái giống y hệt cho dù chúng đang ở rất xa nhau.
Radar lượng tử sẽ chiếu ra nhiều cặp photon giống nhau. Trong mỗi cặp, một photon được chiếu vào không khí và một photon thì ở lại. Khi photon tiếp cận với máy bay tàng hình, nó sẽ thu thập thông tin và photon ở lại cũng lập tức ghi nhận thông tin đó. Với cơ chế này thì radar lượng tử sẽ nhận tín hiệu phản xạ ngay mà không còn phải chờ tín hiệu phản xạ lại như radar truyền thống. Tuy nhiên cơ chế này không hoàn hảo, nó vẫn có nguy cơ bị mất kết nối do khoảng cách quá xa hoặc điều kiện thời tiết cực đoan (độ ẩm cao, gió bão, bụi bẩn, sức nóng) cũng có thể cắt đứt liên kết lượng tử giữa 2 hạt photon.
Mỹ và Trung Quốc đang là hai nước nghiên cứu và đi đầu trong công nghệ này. Chẳng hạn từ năm 2021, các nhà khoa học tại Đại học Thanh Hoa đã nghiên cứu một hệ thống radar lượng tử nguyên mẫu không dùng hạt photon mà thay vào bằng máy gia tốc electron. Máy này bắn ra các hạt electron năng lượng cao di chuyển nhanh gần bằng vận tốc ánh sáng, chúng sẽ tiếp cận máy bay tàng hình và phát hiện ra nó; đồng thời các hạt này không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Báo Trung Quốc cho hay nguyên mẫu radar này đã phát hiện ra vật thể tàng hình ở cách xa tới 100 km, nhưng với những máy bay F-35 hay B-2 thì chưa chắc.
Bên cạnh khả năng phát hiện ra vật thể tàng hình, hệ thống radar lượng tử còn có thể tự ẩn mình. Để phát hiện vật thể, các hệ thống radar bình thường buộc phải toả ra bức xạ điện từ và chính bức xạ đó lại khiến cho chúng dễ bị phát hiện. Radar lượng tử toả ra rất ít năng lượng, thế nên nó khó bị phát hiện và đem lại lợi thế quan trọng: các chiến đấu cơ của đối phương có thể lơ là việc gây nhiễu tín hiệu radar và làm máy bay càng dễ bị phát hiện hơn nữa.
Tại Mỹ, Cục các Dự án Nghiên cứu Tiên tiến (DARPA) đã nghiên cứu radar lượng tử từ nhiều năm nay, Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và cả Lockheed Martin cũng đang cố gắng tìm cách chế tạo các hệ thống radar lượng tử khác nhau. Châu Âu cũng tham gia vào cuộc đua, vào năm 2019 các nhà khoa học Áo đã tạo ra hệ thống radar lượng tử đầu tiên trên thế giới. Nhưng cho đến nay vẫn chưa có hệ thống nào được cho là đủ khả năng hoạt động.
Nói chung hiệu quả của loại radar này vẫn còn nằm ở các dự án nghiên cứu và có lẽ phải mất vài năm nữa mới thành hiện thực. Và trong thời gian đó, những máy bay quân sự thế hệ mới cũng đang trên một cuộc đua nâng cấp vật liệu tàng hình để đối chọi lại radar lượng tử.
Theo PopMech, SlashGear.
