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美国陆军的研究人员称，量子传感器可以为士兵提供一种检测整个无线电频谱(从0到100千兆赫)上通信信号的方法。
在传统的接收系统中，单根天线所能覆盖的光谱范围如此之广是不可能的，因此需要多个系统的单根天线、放大器和其他组件。
“这些新的传感器可以非常小，几乎无法检测，这给士兵带来了一个颠覆性的优势。——大卫·迈耶
美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的科学家David Meyer说，2018年，陆军科学家在世界上率先研制出一种量子接收器，这种接收器使用高度兴奋、超敏感的原子——称为里德伯原子——来探测通信信号。迈耶说，研究人员根据基本原理计算了接收器的信道容量，即数据传输速率，然后在他们的实验室通过实验获得了这一性能——这比其他小组的结果提高了几个数量级。
迈耶说:“这些新型传感器非常小，几乎无法探测，这给士兵带来了颠覆性的优势。”基于Rydberg-atom的传感器最近才被考虑用于通用电场传感应用，包括作为通信接收器。虽然已知里德伯原子具有广泛的敏感性，但对整个操作范围内的敏感性进行定量描述还从未有人做过。”
为了评估潜在的应用，陆军科学家对瑞德伯格传感器在0到1012赫兹的巨大频率范围内对振荡电场的灵敏度进行了分析。结果表明，瑞德伯格传感器可以可靠地检测整个频谱的信号，并优于其他现有的电场传感器技术，如电光晶体和偶极天线耦合无源电子技术。
Meyer说:“量子力学使我们能够在非常高的程度上了解传感器的校准和最终性能，这对每个传感器都是一样的。”“这一结果是确定该系统如何应用于该领域的重要一步。”
这项工作支持陆军下一代计算机网络和确定位置、导航和定时的现代化优先级，因为它可能会影响新的通信概念或探测射频信号用于地理定位的方法。
在未来，陆军科学家将研究各种方法，以继续提高探测更弱信号的灵敏度，并为更复杂的波形扩展探测协议。
《物理学杂志B》在其关于相互作用的Rydberg原子的专刊上发表了这项研究，“评估Rydberg原子用于宽带电场感应”。军队科学家David H. Meyer, Kevin C. Cox和Paul D. Kunz以及马里兰大学的Zachary A. Castillo领导了这项研究。这项工作得到了美国国防高级研究计划局的支持。
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