"Стелс", я тебя вижу. Как работают квантовые радары?

Невозможный перехват

Помимо квантовых компьютеров и сетей передачи данных, разработка и внедрение которых позволит избавить человечество от возможности перехвата данных, одним из наиболее перспективных направлений остаются квантовые радиолокационные системы (квантовые радары). Эта технология станет основополагающей в ближайшие несколько лет — истребители шестого поколения, уникальные подводные лодки и системы предупреждения о ракетном нападении смогут работать в тысячи раз быстрее, а в гонку за готовым изделием уже включились Китай, Россия и США.Для всех систем этого типа учёные пытаются использовать одно и то же явление — квантовую запутанность. Если не углубляться в дебри физики и квантовой механики, то принцип квантовой запутанности состоит в том, что передача двух взаимозависимых частиц (например, фотонов) через специальные оптические станции высокой мощности возможна не просто на огромном, а на гигантском расстоянии. Не влезая в принцип передачи частиц с информацией в другую часть Солнечной системы и даже другую галактику, стоит заметить, что на фотонах и специальных приёмно-передающих устройствах можно построить армию, победить которую будет практически невозможно.

При этом первые прототипы "стреляющей светом" РОФАР — радиооптической фазированной антенной решётки — были собраны и протестированы в России ещё 15 лет назад. В создание аналогичной системы включился и Китай, однако дальше изготовления макета дело не дошло. Помимо "железок" потребовался уникальный софт. Источники Лайфа в ОПК отмечают, что долгое время специалисты из КНР под разными предлогами пытались купить и программное обеспечение, и специалистов, предлагая совершенно безумные деньги. Диалога не сложилось, а не вполне законные попытки узнать секрет русского квантового радара пресекались спецслужбами.

Квантовые линии связи, развёртывание которых вместе с квантовыми компьютерами учёные ожидают на рубеже 2021–2023-х годов, позволят на какое-то время обеспечить полную конфиденциальность любых передаваемых по такой сети данных. Математические методы расшифровки алгоритмов шифрования перестанут работать — кубиты, несущие данные в состоянии суперпозиции, будут иметь такое количество информации, на перебор вариантов которой у современных суперкомпьютеров уйдёт миллион лет. Первая, защищённая и полностью рабочая линия квантовой передачи данных уже работает. Физики из Российского квантового центра ещё в 2017 году запустили между двумя московскими отделениями Сбербанка первую линию квантовой связи, по которой передали реальные финансовые данные. Однако дальше случилось то, чего учёные боялись больше всего, — квантовыми технологиями всерьёз заинтересовались военные.

Квантовый фонарь

Первыми свой интерес к фотонным (квантовым) радарам, действующим по тому же принципу квантовой запутанности, официально признали американцы. Ещё в 2016 году в США был оформлен патент на "подводную арктическую квантовую навигацию", которая работает в миллионы раз быстрее обычных гидролокаторов и позволяет обнаруживать не только предметы, но и способна составлять карту геологических особенностей той или иной местности. Пока достоверных сведений о работе этой системы нет. Однако эксперименты с квантовым радаром проводятся не только на воде и под водой, но и в воздухе.

В 2017 году к тестированию аналогичных технологий приступили в Китае. Специалисты 14-го института оборонной компании CETC провели эксперимент по обстрелу целей фотонами на дальности в 100 километров. Практически одновременно с китайскими специалистами свою разработку показали и российские учёные. Российский Концерн радиоэлектронных технологий (КРЭТ) создал экспериментальный образец фотонного радара для истребителя шестого поколения. Источник Лайфа в ОПК подтвердил, что РЛС такого типа в России создаётся не в качестве экспериментальной установки, а как полноценное изделие, которое через несколько лет можно будет устанавливать на истребители.

Принцип работы "фотонного локатора"

Битва за квант

Помимо огромной скорости передачи данных и чудовищно быстрого обнаружения целей даже по сравнению с перспективными РЛС с активной фазированной антенной решёткой (АФАР) у квантовых радаров есть и другое преимущество — облучение воздушных целей светом сводит на нет любую технологию малозаметности. Последние новости о решениях в этой области говорят о том, что у российских учёных в квантовой гонке есть огромное преимущество. Ещё в 2002 году физики из Российского квантового центра под руководством Александра Львовского разработали метод восстановления квантовой запутанности. В переводе с научного на обычный русский язык это значит, что учёные смогли сделать шаг в направлении квантовой криптографии, пока недоступной для специалистов из-за рубежа.

Несмотря на то что американская компания Lockheed Martin запатентовала квантовый радар ещё в 2007 году, полноценная система обнаружения, создать которую можно сразу для нескольких типов носителей (на суше, море и в воздухе), первой появилась именно в России. Ключевой проблемой в этом отношении является невысокая дальность действия. "Благодарить" за это стоит структуру квантовой системы связи. Говоря простым языком, чем мощнее обстрел фотонами и система в целом, тем она уязвимее. Однако заявления о начале тестирования системы этого типа в России говорит о том, что скоро российские военные получат систему, для которой понятия "малозаметный истребитель" или "стелс-подлодка" не существуют в принципе.

Изделие, по словам источников Лайфа в ОПК, через некоторое время будет готово для установки на истребители Су-35, которые относят к поколению 4++. Эта технология, по данным экспертов, стала причиной повышенного внимания к российским истребителям. РОФАР, тестирование которой на действующем истребителе может начаться уже до 2021 года, позволит истребителям поколения 4++ обнаруживать и "заранее" сбивать любые стелс-машины, включая малозаметные американские истребители F-22, F-35 и бомбардировщики B-2.