Sürdürülebilir dolanıklıkla kuantum radar sistemi tasarımı

Bu çalışma, parçacıklar arasındaki kuantum dolanıklığı korumak amacıyla tam kuantum teorisini kullanarak, elektro-opto-mekanik veya optoelektronik dönüştürücü türleriyle çalışan kuantum radarlarda parçacıklar arasındaki dolanıklılık halinin sürdürülebilirliğine odaklanmaktadır. Kuantum radar, klasik bir radarla aynı şekilde mikrodalga fotonları kullanan bir kuantum uzaklık algılama sistemi olarak tanımlanmaktadır. Bu tezde tasarlanan kuantum radar, kuantum aydınlatma protokolü kurallarına uymaktadır. Buna göre, tasarlanan cihaz, algılamayı iyileştirmek ve tanımlamayı güçlü bir şekilde gerçekleştirmek amacıyla dolanık mikrodalga fotonlar kullanır. Kuantum mekaniği açısından bakıldığında, fotonlar gibi iki kuantum parçacığı birbiriyle etkileşmek üzere üretildiğinden ve özellikleri klasik olmayan bir şekilde birbirine bağlı olduğundan dolanıklık oluşmaktadır. Kuantum olanıklık halindeki parçacıklar arasında paylaşılan özellikler, aralarındaki mesafeden tamamen bağımsızdır. Ne yazık ki, parçacıklar arasındaki dolanma davranışı istikrarsızdır ve bu doğrultuda, parçacıklar arasındaki dolanma halini üretmek ve uzun süre korumak çalışmadaki en önemli amaçlardan biridir. Ek olarak, gürültü, hızlı bir bozulmaya neden olarak dolaşık durumdaki yapıları kolayca etkileyebilmektedir. Bahsedilen önemli hususların bilgisiyle, bu çalışma I. bölümde yer verildiği üzere kuantum radar operasyonlarının her aşamasında dolanıklılık durumlarını korumayı amaçlamaktadır. II. bölümde mikrodalga ve optik fotonlar arasındaki dolanıklığı oluşturmak için tipik bir dönüştürücü kullanılmıştır. Gerekli olan durumlarda dolaşan mikrodalga fotonların yoğunlaştırılması III. bölümde anlatılmıştır. Son olarak atmosfere yoğunlaştırılmış foton yayılımı (zayıflatma ortamı) ele alınarak, hedeften foton saçılması olayı IV. bölümde gerçekleşmektedir. Her aşamada, ortam parametreleri dolaşık durumları kritik bir şekilde ortadan kaldırabilir. Bu doktora tezinde, dolaşık fotonları oluşturmak için temel bir yapı olarak iki farklı dönüştürücüye (elektro-opto-mekanik ve optoelektronik dönüştürücüler) sahip bir kuantum radar sisteminin dolanıklık davranışı özellikle vurgulanmaktadır. Bahsedilen dönüştürücüler, sırasıyla L-bandında (1.5 GHz'de mikrodalga boşluğu rezonansı) ve S-bandında (2.7 GHz'de mikrodalga boşluğu rezonansı) çalışacak şekilde tasarlanmış ve böylece, tutulan fotonlar ile geri dönen fotonlar arasındaki dolanıklığı tezin ana görevi olarak analiz edilmiştir. Kuantum radar sisteminin tasarım aşamaları şu şekildedir: I. Dönüştürücünün mikrodalga ve optik fotonlar arasında dolanıklık oluşturacak şekilde tasarımı; Bu tezde, özellikle yüksek kalitede bir kuantum radar sistemi tasarlayabilmek amacıyla sürdürülebilir dolaşık fotonlar oluşturarak uygun dönüştürücü tasarlamaya yoğunlaşılmıştır. Bu adımda, dönüştürücülerin kritik parametreleri arasındaki denge belirlenecektir. II. Dolanık fotonları yükseltmek için yoğunlaştırıcı ortamın (klasik anlamda yükseltici) tasarımı; Bu aşama, geniş menzil tespiti vurgulandığından, klasik radarda birincil rol oynamaktadır. III. Yayılma kanalının kayıplı bir ortam olarak modellenmesi ve dolanık modlar üzerindeki katkıda bulunan etkilerin incelenmesi. IV. Hedeften yansıyan dolanık fotonların modellenmesi ve hedef parametrelerinin dolanıklık davranışları üzerindeki etkisi. V. Kuantum yaklaşımı ile RCS'nin hesaplanması; bu adımda, "dipol yaklaşım yönteminin" RCS'yi analiz etmek için doğru ve eksiksiz bir yöntem olmadığı gösterilmiştir.