科创中国

量子照明雷达是新兴的研究方向，是量子信息技术与雷达技术相结合的新兴产物。而量子信息技术又是古老的量子力学与信息技术相结合的交叉学科，不少研究者因晦涩的量子力学而望而却步。为了降低量子照明雷达的神秘感，打破抽象壁垒，我们创造性地发展了量子照明雷达的高效仿真技术，对于未来实现量子雷达的普及与推广具有重要意义。

截止目前，尚未见到关于量子照明雷达仿真平台的相关报道。而该成果基于MATLAB这一易于上手的计算机数值平台，沟通了抽象的量子力学与具体的量子目标探测之间的桥梁，具有创新性和国内领先的技术先进性。

经过近五年的研究和近两年教学实践的检验，该成果不断丰富和完善，通过可视化的工作界面，可以给出量子信号源的关键物理参数分析、量子态演化过程、多份量子态条件下量子照明雷达的虚警概率分析等多个方面的图形化界面，具有较强的推广应用价值。鉴于量子雷达技术是未来新体制雷达的重要技术途径之一，本成果将有望在空间、水下目标探测方面取得应用，市场应前景广阔。截止到目前，该成果已经应用于高年级本科生的培养与实训和北京某研究所的新体制目标探测项目研发中。

量子照明雷达的高效MATLAB仿真技术具有较强的系统性和可操作性、功能较全；而国外所见到的都是针对量子照明雷达的某一项内容或技术进行验证，系统性不强、功能有限。

本量子照明雷达的高效MATLAB仿真技术的性能指标如下：

信号源种类：多种（相干态、热态、两模压缩真空态、两模关联态、双边擦除TMSS态、双边增加TMSS态）；

仿真方法：相空间、光子数空间相结合；

光子数空间截断大小：30维子空间；

误差分析：有，误差0.01%；

运行硬件环境：CPU：主频1.6Ghz以上，内存：4GB，硬盘40GB以上。

1、应用范围

该成果可以借助于计算机和易于掌握的MATLAB程序，对量子照明雷达在有噪环境中的实际性应用进行分析和仿真。

可以应用在量子照明雷达的性能仿真、优化设计、应用需求分析等场合。在该成果支撑下所做的《局域位移操作下的量子照明雷达》、《非高斯操作下的量子照明雷达》等论文可以支持实际条件下量子雷达的探测性能、探测极限、应用条件等指标分析，支撑新体制雷达的设计与探索，为空间及水下暗弱目标探测、识别提供技术增长点。

潜在用户以及合作对象：目标探测与识别相关的研究机构和研究院所，如中国电子科技集团有限公司、中国航天科技集团公司、中国航天科工集团公司、中国兵器工业集团公司以及军队等下属研究机构。我们也期望与量子雷达相关的初创公司进行项目合作，完成量子照明雷达技术的科普和推广。

2、市场状况及效益分析

众所周知，美国研发了具有隐身功能的五代机，这一度成为航空界最尖端的前沿技术。五代机采用了先进材料和结构，其反射截面更小，从而达到隐瞒雷达的目的。而许多专家确信，新一代量子雷达技术可以实现隐身目标的探测，把隐身飞机的优势终结。据有关媒体报导，一款价值两千万元的国产新型量子雷达，可以实现所有五代机的侦测。这给量子雷达的研究注入了新的活力，量子照明雷达的应用前景和市场规模是巨大的，对促进未来的国防实力和经济实力的提升具有不可估量的价值和意义。

本成果是量子雷达基础研究中的一个重要环节，但国内仍没有公开报道的同类型产品，具有较强的核心竞争力。在该成果推动下，我们已经与相关研究院所进行了合作，形成了约80余万元的项目合作和近200万元的十四五规则项目，具有较强的社会效益。

北京理工大学雷达技术研究所隶属于北京理工大学信息与电子学院,由毛二可院士于1964年创立。在学校历届领导的关怀和指导下,雷达所围绕雷达电子技术,经过四十多年的奋斗和发展,在航空、航天、导航、制导等诸多领域取得了一系列科研成果，完成了多项全国第一的科研任务。

杨小鹏，北京理工大学教授、雷达技术研究所书记、新体制雷达国家级学科创新引智基地副主任。杨小鹏主要从事雷达信号处理和雷达系统相关的教学和科研工作。主持国家自然科学基金重点、国家863计划等国家级课题多项。研究成果发表学术论文150余篇，授权专利11项，受邀在国内外主要学术会议做报告10余次。任装备发展部专业组专家、国家重点研发计划专项专家、军科委重点专项专家、部级科技奖评审专家等。先后获得中国电子学会优秀科技工作者、雷达分会优秀委员、现代雷达期刊优秀编委，中国电子领域优秀期刊论文奖，IEEE和IET雷达和信号处理国际会议以及全国雷达学术年会优秀论文奖等。

刘飞峰，副教授，硕导。主要研究方向为双/多基地合成孔径雷达成像技术、地表形变检测技术、雷达组网探测技术。2010年至2012年在英国伯明翰大学以访问学者的身份访学。在IGARSS 2019国际会议上获得IEEE Trans. On GRS年度最佳论文奖。这是中国大陆科研机构和学者1991年以来第一次获得此奖项。

陈新亮，讲师，硕导。主要研究方向为双/多基地合成孔径雷达成像。2015年至2016年赴荷兰代尔夫特大学访学。

王彬，北京理工大学信息与电子学院预聘助理教授（特别副研究员）。研究方向包括微波光信号处理和基于硅基光电芯片的集成微波光子雷达系统。目前，在OE、OL、JLT等光学领域权威期刊上和ECOC、CLEO、OFS等顶级国际会议上发表论文三十余篇，获得ACP2019最佳学生论文奖。

刘泉华，教授，博导。研究方向为高分辨雷达、分布式雷达系统及其信号处理。2011年在美国田纳西大学诺克斯维尔校区从事穿墙雷达研究工作。雷达所所长助理，“多元信息系统”国防重点学科实验室副主任，北京电子学会雷达委员会秘书长，IEEE高级会员。

1、该成果已经应用于量子雷达方向的人才培养和实训

基于该成果，开设了北京理工大学物理学院应用物理方向的大学本科设计。有2名学生进行了相关项目的研究，相应的本科设计的成绩均为优秀（前20%）。

应用于北京理工大学本科生开放实验项目，已经支持两个批次的本科生虚拟仿真实验。每批次32学时，通过8个小实验，利用易于操作的MATLAB运行环境进行量子雷达仿真，让学生更早地接触到了量子雷达的学科前沿，增进应用物理专业、电子信息工程专业对量子照明雷达的认知和理解。

2、该成果已经应用于新的科研项目的培育

量子雷达在暗弱目标探测、识别方向优势明显。同等条件下可以把目标探测的虚警概率降低多个数量级，是未来重要的研究方向。我们的成果能够对不同纠缠源条件下的量子照明雷达进行仿真，因而得到了北京某研究所的认可。同时，获批该所某外协项目一项。

3、该成果已经应用于新型量子雷达的设计和优化中

量子照明雷达的高效MATLAB仿真技术可以方便地在MATLAB平台上研究量子雷达的性能，为探索和优化新型量子雷达方案提供了诸多便利。以此为基础，我们已经完成了诸多与量子雷达相关的论文发表，取得了较好的科研成果。

1、合作开发

量子照明雷达是一个量子信息技术与目标探测相结合的新兴交叉研究方向。美国、英国、意大利、德国等国投入了大量的人力和物力开展量子雷达特别是量子照明雷达的研究。我国及各省的十四五规划也把量子信息技术作来未来五年的重要发展方向。在这一大背景下，我们希望能与相关高校和研究院所进行产学研结合，在量子照明雷达的仿真、实验和实践应用上进行项目合作，为新体制目标探测进行预先研究和合作开发。

理论与实践的结合，开展量子照明雷达的实验研究。从实验的角度而言，仿真模型最终还是需要为实验和实践服务。我们期望能够与企业进行合作，共同出资开展量子照明雷达的实验工作，让理论实验结合起来，加快理论成果的快速落地，在实用化的量子雷达方面尽快取得突破。

2、技术服务和咨询

该成果也可以向相关行业的研究机构和研究院所提供虚拟仿真、建模、模拟、分析测试等技术服务，为量子雷达的相关技术和发展前景提供专业、优质的分析和咨询。