涵盖军队科学家创建的整个射频频谱的量子传感器

时间：2021-10-01 08:52:01 来源：

玻璃蒸气细胞中的原子与激光束激发到Rydberg状态。它们检测到电场（来自背景中的金天线）并将信息压回激光束上。

来自军队的研究人员表示，量子传感器可以给士兵通过0到100 GHz检测整个射频频谱上的通信信号。

通过传统接收器系统不可能由单个天线的这种宽频覆盖，并且需要多个近多种天线，放大器和其他组件的系统。

“这些新的传感器可以非常小而几乎不等，使士兵具有破坏性的优势。” - David Meyer.

2018年，陆军科学家是世界上第一个创造一个Quantum接收器，它使用高度兴奋的超级敏感原子 - 被称为雷德伯格原子 - 为了检测通信信号，美国陆军战斗能力发展命令的科学家说，David Meyer表示陆军研究实验室。Meyer表示，研究人员计算了接收器的信道容量，或者数据传输速率，然后在实验中实验上的表现 - 通过数量级，在实验室的实验室改善其他群体的结果。

“这些新的传感器可以非常小而几乎不等，士兵发出了破坏性的优势，”迈耶斯说。“雷伯格 - 基于原子的传感器最近被考虑用于通用电场传感应用，包括作为通信接收器。虽然已知Rydberg原子广泛敏感，但从未完成过整个运营范围内灵敏度的定量描述。“

为了评估潜在的应用，陆军科学家对Rydberg传感器对振荡电场的敏感性进行了分析，在巨大的频率范围内 - 从0到1012赫兹。结果表明，Rydberg传感器可以可靠地检测整个光谱上的信号，并与其他建立的电场传感器技术相比，例如电光晶体和偶极天线耦合的无源电子器件。

“量子力学使我们能够将传感器校准和最终性能解为高度，并且每个传感器都相同，”Meyer说。“此结果是确定该系统如何在该领域中使用的重要一步。”

这项工作支持陆军在下一代计算机网络中的现代化优先级，并确保位置，导航和时序，因为它可能影响新颖的通信概念或检测地理位置RF信号的方法。

未来，陆军科学家将研究继续提高较弱信号的敏感性的方法，并为更复杂的波形扩展检测协议。

参考：“物理学杂志B：原子，分子和光学物理学“由David H Meyer，Zachary A Castillo，Kevin C Cox和Paul D kunz，10月10日，物理学B：原子，分子和光学物理.DO：
10.1088 / 1361-6455 / AB6051

物理学B杂志发表了研究，“雷德伯格原子进行评估，在宽带电场传感”中，在其特殊问题上互动雷德伯格原子。陆军科学家David H. Meyer，Kevin C. Cox和Paul D. Kunz领导了这项研究，以及马里兰大学的Zachary A.卡斯蒂略。这项工作得到了国防高级研究项目机构的支持。

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