Пентагон заказал разработку квантового лазера

Лазерные системы уже сегодня играют важнейшую роль на поле боя. Однако у светового луча есть недостатки – например, он теряет эффективность в плохую погоду. Сейчас в США разрабатывают установку, которая позволит это обойти. Решение подсказала квантовая физика.

Территория Донецкой Народной Республики. Где-то недалеко от линии соприкосновения – подбитый американский "Абрамс". Экипаж спешно покидает дымящуюся машину, в которую только что попал беспилотник-камикадзе. Спустя мгновение в корму танка прилетает российский высокоточный боеприпас "Краснополь" – его наводят на цель по лазерному лучу.

Тот же принцип у противотанкового авиационного комплекса "Вихрь", чей звездный час наступил летом 2023-го, во время контрнаступления ВСУ. Тогда ударные вертолеты Ка-52 "Аллигатор" с помощью лазерного наведения подбили много немецких "Леопардов" и другой техники.

Целеуказание – не единственный способ военного применения лазера. Его используют также в системах спутниковой связи, слежения и картографирования. Так, лидар – локатор, который выявляет объекты по отражению от них волн, испускаемых лазером, –обеспечивает мониторинг и охрану воздушного пространства.

Наконец, есть и боевые установки. Весной британские военные отчитались об успешном испытании лазерного оружия, которое способно сбивать беспилотники и минометные снаряды. В Киеве уже заинтересовались новинкой.

У лазерных систем есть ряд недостатков. Один из них – ограниченная дальность. Кроме того, на эффективность луча могут влиять погодные условия: облачность, туман, осадки. Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) выделило миллион долларов на разработку технологии, которая исправит оба этих изъяна.

Грант получили исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе под руководством Юнг-Цунг Шена, доцента кафедры электротехники и системотехники.

Для создания мощного и концентрированного луча ученый использовал явление под названием "квантовая запутанность". Грубо говоря, это особая связь между фотонами, при которой одна частица мгновенно влияет на состояние другой – независимо от расстояния между ними. Такими парами можно манипулировать, поскольку кванты в них действуют как единое целое: любое изменение, примененное к одному, напрямую влияет на другой.

У каждого фотона – один из цветов радуги, соответствующий количеству энергии: наименьшее – у красного, наибольшее – у фиолетового.

Шен обнаружил: если "склеить" с помощью квантовой запутанности два фотона разных цветов, то получившийся димер приобретает свойства синего фотона – то есть высокоэнергетического. Это позволит лучу светить дальше. А еще – преодолевать преграды вроде тумана или осадков.

"Когда два фотона связаны вместе, они по-прежнему страдают от воздействия атмосферы, но могут защитить друг друга, сохраняя информацию, которая в них закодирована", – объясняет ученый.

По словам Шена, его разработка может открыть беспрецедентные возможности в области защищенной связи. Как показал конфликт на Украине, средства передачи информации играют ключевую роль на поле боя. Так, украинские военные объясняли отступление в Харьковской области весной 2024-го в частности тем, что российские системы РЭБ смогли полностью подавить спутниковый интернет Starlink.

И это лишь верхушка айсберга – другие преимущества технологии можно только предполагать. Команда Шена уже сейчас работает над применением квантовых лазеров в мирных целях, например, в медицине. Одно из предыдущих исследований было посвящено глубокой визуализации мозга.

Военные и гражданские технологии часто развиваются бок о бок. Масштабные конфликты не раз становились двигателями прогресса – например, программы по освоению космоса вышли из оборонных проектов времен Второй мировой.

Бывает и наоборот: те же боевые лазеры долгое время считались бесперспективной технологией, пока не появилась качественная оптоволоконная связь. Ее свойства позволили создать экономичные и эффективные установки, генерирующие смертоносные лучи. Осталось узнать, сможет ли квантовая физика сделать такое оружие еще более разрушительным.

Захар Андреев