Kuantum radar temelde Kuantum Aydınlatma (Quantum İllumination) denilen bir yöntemle Kuantum Dolanıklık (Quantum Entanglement) olarak adlandırılan bir fenomene dayalı bir teknolojidir. Basitçe ifade etmek gerekirse, kuantum radar normal bir radar gibi çalışır. Fakat tek bir elektromanyetik enerji ışını göndermek yerine, iki ayrık foton (ışık parçacığı) akışı kullanır.
Kuantum radar sisteminde her foton birbiriyle etkileşim içinde bulunan kardeş iki fotona ayırılır. Dolanıklık olarak adlandırılan bu kardeşlik aşağıda ayrıntılı olarak ele alınacaktır. Kardeş fotonlardan biri mikrodalga ışınla havaya gönderilirken, diğeri sistemde tutulur.
Fotonların dolanıklık özelliğinden yararlanılarak, havaya gönderilen fotonların radar sisteminde bekletilen fotonlardaki yansımasından; “Gönderilmiş fotonlar bir nesneyle karşılaştı mı?”, “Nesnenin şekli nedir?”, “Konumu ve yönü nedir?” gibi sorulara yanıt aranır.
Kuantum Dolanıklık
Dolanıklık; parçacıklar arasında büyük bir mesafe olsa bile, parçacık çiftleri veya grupları her bir parçacığın kuantum durumunun diğer(ler)inden bağımsız olarak tanımlanamayacağı şekilde oluşturulduğundan etkileşime girdiğinde veya uzamsal yakınlığı (spatial proximity) paylaştığında meydana gelen fiziksel bir fenomendir.
Örneğin, toplam spinleri sıfır olacak şekilde bir parçacık çifti üretilirse, bir parçacık belirli bir eksen üzerinde saat yönünde dönüşe sahip olursa, diğer parçacığın dönüşü aynı eksende ölçülür dolaşmalarından beklendiği gibi, saat yönünün tersinde olur
Kuantum Aydınlatma Nedir?
Kuantum aydınlatma, fotonların orijinal dolanıklıklığı kayıplı ve gürültülü bir ortam tarafından tahrip edildiğinde bile, kalıntı korelasyon verilerini kullanabilen bir yöntemdir. Kuantum aydınlatmanın temel amacı hedef tespitidir. Burada gönderici, sinyal ve rölanti (bekleyici) olarak adlandırılan iki dolanık sistemi hazırlar.
Sinyal gönderilirken rölanti, parlak arka plan gürültüsünün olduğu bir bölgede düşük yansıtıcı bir nesnenin varlığını araştırmak için tutulur. Sonrasında, nesneden gelen yansıma rölanti sistemle iki olası sonuç sağlayan ortak bir kuantum ölçümünde birleştirilir: mevcut nesne veya mevcut olmayan nesne.
Bu işlem birçok kez tekrarlanır, böylece tam bir kuantum tespiti için alıcıda çok sayıda sinyal-rölanti sistem çifti toplanır. Rölanti sistem ile yansıyan sinyal sistemi arasındaki dolanıklık işlem sürecinde tamamen kaybolabilir. Ancak, bu iki sistem arasındaki kalıntı kuantum korelasyonları o kadar güçlüdür ki sadece başlangıç sinyal-rölanti sisteminin dolanıklığı ile yaratılabilirler.
Yansıtılan sinyal, tutulan rölanti sistemi ile kuantum korelasyonlu olduğu için, detektör tarafından alınan tüm diğer ilişkisiz arka plan termal fotonlar arasında bile ayırt edilebilir. Sistemlerin bu kuantum etkilemesi nedeniyle, kuantum aydınlatmasının tespiti çok etkilidir. İşte kuantum radar dolaşık fotonlar üzerinde bu yöntemle çalışarak nesneleri tespit edebilmektedir.
