Project Quarate

Klassische Radartechnologien (z. B. für die Erdbeobachtung durch Satelliten, Flugzeuge oder Fahrzeuge) stoßen bei der Reichweite bereits an ihre physikalischen Grenzen – vor allem aufgrund des unvermeidlichen Umgebungsrauschens und der Einschränkungen der Sensortechnik selbst.

Unterhalb eines bestimmten Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) ist es nicht mehr möglich, mit herkömmlichen, klassischen Mikrowellensignalen Informationen zu erhalten. Der Einsatz von Quantenmikrowellen und die neuen Korrelationsmöglichkeiten können die Informationserfassung jedoch verbessern. Dieser so genannte Quantenvorteil ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Reichweite oder umgekehrt eine Verringerung der erforderlichen Signalleistung. Von den klassischen (eingeschränkten) Methoden zur Verbesserung des SNR abgesehen (z. B. Erhöhung der Sendeleistung, Reduzierung des Empfängerrauschens) ist derzeit keine alternative Technik für eine wirksame Erhöhung des SNR bekannt.

Ziele und Strategien

Zunächst ist der grundsätzlich erreichbare Quantenvorteil unter Laborbedingungen (Millikelvin-Temperaturen, Vakuum) nachzuweisen. Es müssen dann geeignete Hochfrequenzschaltungen entwickelt werden, um Quantenmikrowellen (die unter Millikelvin-Temperaturen erzeugt wurden) im ungekühlten Raum zu emittieren und zu detektieren. Besonderes Augenmerk gilt auch der hochkomplexen Signalverarbeitung. Neben einer formalen technischen Beschreibung eines Quantenradars müssen theoretische Untersuchungen zu Qualitätsindikatoren (z. B. zeitliche und räumliche Dekohärenz) durchgeführt werden. Insgesamt sollen diese Aktivitäten zu einem Strategieplan sowie zu praktisch einsetzbaren Implementierungen führen, die dann für eine kommerzielle Nutzung näher in Betracht gezogen werden.