Les Principes du Radar

Radar quantique

Un radar quantique utilise les particularités de la physique quantique dans la localisation des cibles de points dans un espace tridimensionnel. Il est basé sur la dualité onde-particule de la matière où les propriétés des ondes classiques ainsi que celles des particules classiques doivent être attribuées aux objets de la physique quantique.

En mécanique classique, l’intensité d’une onde se propageant comme la surface d’une sphère qui augmente avec la distance, diminue en fonction de l’atténuation en espace libre. Une particule classique ne peut aussi être à deux endroits en même temps. Les deux propriétés semblent s’exclure mutuellement. En mécanique quantique, les particules sont décrites par des fonctions d’onde, ce qui résout cette contradiction.

L’intrication quantique est un phénomène de la physique quantique par lequel, par exemple, une paire de photons est connectée et les deux présentent les mêmes propriétés. Même si les photons sont séparés par une grande distance, les interactions d’un photon affectent aussi l’autre. Ainsi lorsque l’un des photons subit une interaction, par exemple une réflexion par une cible, l’intrication réelle entre le signal et le photon libre est perdue, mais une petite corrélation survit, créant une signature ou un motif qui décrit l’existence ou l’absence de l’objet cible, quel que soit le bruit dans l’environnement.

Techniquement, de telles paires de photons doivent être générées et séparées dans le domaine de la lumière visible ou infrarouge. Ceci est toujours possible en utilisant un laser pour générer une lumière cohérente (ici avec la même polarisation). Les photons sont séparés en deux photons intriqués à l’aide d’un cristal liquide de béryllium. L’un de ces photons est émis par l’antenne du radar, l’autre reste « à la maison ».

Les problèmes suivants doivent être résolus dans un radar quantique :

• « Stockage » d’un photon (ou de son état) ;
• Conversion cohérente de la fréquence dans la gamme de lumière en une fréquence inférieure (micro-ondes) qui peut être transmise dans un radar ;
• Un destinataire qui reconnaît cette « décohérence ».

Cela fonctionne déjà en laboratoire mais malheureusement, il n’existe pratiquement aucune application technique vérifiable ni aucun test in situ. Cependant, quelques projets sont en développement, en particulier dans le Grand Nord canadien où les radars conventionnels subissent un fort bruit de fond des tempêtes géomagnétiques et des éruptions solaires. La technique permettrait aux opérateurs radar d’éliminer le bruit de fond important et d’isoler des objets, y compris des avions furtifs.