从激光测距到量子纠缠光子对测距

摘要

激光测距通过测量激光往返目标的单光子飞行时间与时钟之差来计算目标的距离,针对该技术目前已经有比较成熟的研究成果,因而激光测距技术在地面、地卫、地月测距上均有应用。量子纠缠光子对测距通过对一个在卫星与目标之间往返的纠缠光子与另一个纠缠光子之间的符合计数,经过数据拟合获得往返目标的飞行时间差。由于纠缠光子对是同时产生,所获得的测距结果从原理上就比包括激光测距在内的所有测距方法要高。目前,针对量子纠缠光子对测距已进行了十几年的理论研究,但实际应用才刚刚开始。主要对激光测距与量子纠缠光子对测距的原理、系统结构、设备与装置及其关键技术进行综述,同时对激光雷达和量子雷达以及与测距相关的研究进行了综述,分析了它们各自的特点,对比了其中的相似之处与不同之处,为量子纠缠光子对测距及定位导航提供了理论依据,并在此基础上对未来量子测距及定位导航领域的发展进行了展望。