จีนเริ่มผลิตเครื่องตรวจจับเรดาร์ควอนตัมรุ่นใหม่ เล็งติดตามเครื่องบินล่องหน F-22

15-10-2025

   SCMP รายงานว่า จีน ประกาศเริ่มการผลิตจำนวนมากสำหรับ อุปกรณ์ตรวจจับโฟตอนเดี่ยว (single-photon detector) ที่มีเสียงรบกวนต่ำพิเศษของโลก ด้วยความสามารถ 4 แชนเนล ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพการใช้งานที่ยิ่งใหญ่ในหลากหลายด้าน ตั้งแต่การสื่อสารในชีวิตประจำวันไปจนถึงการป้องกันประเทศ

   อุปกรณ์นี้ได้รับฉายาว่า "ตัวจับโฟตอน (photon catcher)" ซึ่งสามารถตรวจจับ โฟตอน (photon) ซึ่งเป็นหน่วยพลังงานที่เล็กที่สุดได้ ทำให้อุปกรณ์นี้เป็นส่วนประกอบหลักในเทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น การสื่อสารควอนตัม (quantum communication) และ เรดาร์ควอนตัม (quantum radar) สำหรับการตรวจจับและติดตาม เครื่องบินรบล่องหน (stealth aircraft)

   ความสำเร็จครั้งนี้บรรลุผลโดย ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมข้อมูลควอนตัม (Quantum Information Engineering Technology Research Centre) ในมณฑลอานฮุย (Anhui) และรายงานเมื่อวันศุกร์ที่ผ่านมาโดย Science and Technology Daily ซึ่งเป็นสื่อสิ่งพิมพ์ของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน (China’s Ministry of Science and Technology)

ตามรายงานของหนังสือพิมพ์ดังกล่าว จีน (China) ได้บรรลุ ความเพียงพอตนเอง (self-sufficiency) และความเป็นผู้นำในระดับสากลในส่วนประกอบหลักสำหรับเทคโนโลยีข้อมูลควอนตัม (quantum information technology) ผ่านการผลิตจำนวนมากนี้

เรดาร์ควอนตัมทำงานอย่างไรในการตรวจจับเครื่องบินล่องหน

อุปกรณ์ตรวจจับโฟตอนเดี่ยว (single-photon detector) ตามชื่อที่บ่งบอก คืออุปกรณ์ที่มีความไวสูงเป็นพิเศษที่สามารถตรวจจับ โฟตอน (photons) แต่ละหน่วยได้ ในปัจจุบัน เครื่องบินรบล่องหน (stealth aircraft) ทั่วไป เช่น F-22 Raptor ที่ผลิตโดยสหรัฐฯ (American-made) อาศัยการเคลือบพิเศษและการออกแบบลำตัวเครื่องบินเพื่อดูดซับหรือหักเหคลื่นวิทยุ ทำให้มองไม่เห็นในเรดาร์แบบดั้งเดิม

เรดาร์ควอนตัม (Quantum radar) ทำงานแตกต่างออกไป เมื่อเครื่องบินรบล่องหน (stealth aircraft) สกัดกั้นโฟตอนที่ปล่อยออกมาจากเรดาร์ควอนตัม คุณสมบัติควอนตัมดั้งเดิมของโฟตอนเหล่านั้นจะถูกเปลี่ยนแปลง แม้แต่สัญญาณหลอกที่ปล่อยออกมาจากเครื่องบินก็ไม่สามารถเลียนแบบคุณสมบัติทางกายภาพของโฟตอนดั้งเดิมได้ภายใต้ ทฤษฎีห้ามการโคลน (no-cloning theorem) ของกลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics)

ด้วยการวิเคราะห์สถานะของโฟตอนเดี่ยวที่สะท้อนจากเป้าหมาย เรดาร์ควอนตัม (quantum radar) จึงสามารถมองทะลุการลวงดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เรดาร์ควอนตัมยังปรับปรุงการตรวจจับเป้าหมายที่มีทัศนวิสัยต่ำ (low-visibility targets) ใช้พลังงานค่อนข้างน้อย และสามารถติดตั้งได้บนแพลตฟอร์มต่าง ๆ และด้วยการปล่อยพลังงานที่น้อยที่สุด ทำให้ตัวเรดาร์ควอนตัมเองก็ยากต่อการตรวจจับ และให้ความน่าเชื่อถือและความลับที่สูงขึ้นในสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน

ความก้าวหน้าใหม่: ความสามารถ 4 แชนเนล

การประกาศเมื่อวันศุกร์มีขึ้นเกือบหนึ่งทศวรรษหลังจากที่ จีน (China) บุกเบิกความก้าวหน้าอีกครั้งในการตรวจจับโฟตอนเดี่ยว (single-photon detection) ในปี 2016 บริษัท China Electronics Technology Group Corporation ประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบเรดาร์ควอนตัม (quantum radar system) ระบบแรกของประเทศโดยอิงจากการตรวจจับโฟตอนเดี่ยว (single-photon detection) ซึ่งบรรลุระยะการตรวจจับได้มากกว่า 100 กิโลเมตร (62 ไมล์)

ในความก้าวหน้าล่าสุดนี้ ฟังก์ชันการทำงานแบบ 4 แชนเนล (four-channel functionality) ของอุปกรณ์ตรวจจับช่วยให้สามารถรับโฟตอนจากแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกันสี่แหล่ง หรือส่วนต่าง ๆ ของแหล่งกำเนิดเดียวกันได้พร้อมกัน ทำให้สามารถทำการวัดแบบขนานได้ ในการใช้งานด้านเรดาร์ ความสามารถนี้ทำให้การสแกนพร้อมกันง่ายขึ้นและปรับปรุงอัตราการถ่ายภาพ ในทางทฤษฎี นักวิจัยสามารถติดตั้งตัวกรอง (filters) ที่แตกต่างกันในแต่ละแชนเนลเพื่อตรวจจับสัญญาณโฟตอนเดี่ยว (single-photon signals) ข้ามความยาวคลื่นต่าง ๆ พร้อมกันได้

ก่อนหน้านี้ มีเพียงผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมแบบ แชนเนลเดี่ยว (single-channel) เท่านั้นที่มีในระดับสากล ซึ่งต้องใช้หลายหน่วยทำงานร่วมกันในสถานการณ์การตรวจจับที่ซับซ้อน ตามรายงานของ Science and Technology Daily

อุปกรณ์ตรวจจับ 4 แชนเนลใหม่นี้มีขนาดเพียงหนึ่งในเก้าของผลิตภัณฑ์แชนเนลเดี่ยว (single-channel products) ระดับสากลที่เทียบเคียงได้ แต่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับสูงกว่ามาก และสร้างมาตรฐานใหม่ในการตรวจจับแสงที่อ่อนแออย่างยิ่งยวด ตามรายงาน

   นายฟาง อวี่เฉียง (Fang Yuqiang) จาก QuantumCTek Co ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับนี้ กล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ Science and Technology Daily ว่า "ความท้าทายหลักคือการบรรลุอุณหภูมิต่ำ เสียงรบกวนต่ำ และหลายแชนเนล บนเครื่องทำความเย็นแบบไครโอคูลเลอร์ (cryocooler) ที่มีขนาดเท่ากำปั้นมนุษย์"

   หลังจากความพยายามมากกว่าสามปี ทีมงานวิจัยและพัฒนาได้เอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญ รวมถึงการลดขนาดของเครื่องทำความเย็นแบบไครโอคูลเลอร์เทอร์โมอะคูสติก (thermoacoustic cryocoolers) การสร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือของการผนึก และการยับยั้งการรบกวนระหว่างแชนเนล (inter-channel crosstalk)

   ทีมงานสามารถลดอุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำของเครื่องทำความเย็นไครโอคูลเลอร์เดี่ยว (single cryocooler) จากลบ 50 องศาเซลเซียส (ลบ 58 องศาฟาเรนไฮต์) เป็นลบ 120 องศา ที่ประสิทธิภาพการตรวจจับ 20% อัตราการนับความมืด (dark count rate) ของอุปกรณ์ตรวจจับลดลงประมาณ 90% ตามกฎแล้ว ยิ่งอัตราการนับความมืดของอุปกรณ์ตรวจจับต่ำเท่าใด ความไวในการตรวจจับสัญญาณก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

   นายถัง สือเปียว (Tang Shibiao) ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยในมณฑลอานฮุย (Anhui) เชื่อว่าผลิตภัณฑ์นี้สร้างมาตรฐานระดับโลกใหม่ในด้านประสิทธิภาพ และกล่าวเสริมว่า จีน (China) ได้บรรลุความเพียงพอตนเองในส่วนประกอบและโมดูลข้อมูลควอนตัมหลักแล้ว อุปกรณ์ตรวจจับเหล่านี้กำลังให้บริการสถาบันวิจัยชั้นนำของจีน (Chinese research institutions) และศูนย์ฯ สามารถผลิตและจัดส่งอุปกรณ์ดังกล่าวได้แล้ว

  นายถัง (Tang) กล่าวเสริมว่า "ในอนาคต เราจะนำเสนอ 'โซลูชันแบบจีน (Chinese solution)' สำหรับโครงการสำคัญ ๆ เช่น เครือข่ายการสื่อสารควอนตัมเจเนอเรชันถัดไป (next-generation quantum communication network)"

  นอกเหนือจากเทคโนโลยีควอนตัมแล้ว อุปกรณ์ตรวจจับความไวสูงพิเศษนี้ยังมีศักยภาพในการใช้งานในด้าน การถ่ายภาพชีวเรืองแสง (bio-fluorescence imaging), การวัดระยะด้วยเลเซอร์ในอวกาศห้วงลึก (deep-space laser ranging) และ การถ่ายภาพโฟตอนเดี่ยว (single-photon imaging) ตามรายงานของ Science and Technology Daily

---

IMCT NEWS

ที่มา https://www.scmp.com/news/china/science/article/3328848/china-mass-producing-next-gen-quantum-radar-detector-track-stealth-aircraft-f-22?module=latest_china_science&pgtype=section