由陆军研究实验室 玻璃蒸汽室中的原子被激光束激发到里德堡态
他们检测电场(来自背景中的金天线)，并将信息印回激光束上
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军队 陆军的研究人员说，量子传感器可以给士兵提供一种在0到100千兆赫的整个无线电频谱内检测通信信号的方法
单个天线的如此宽的频谱覆盖对于传统的接收机系统来说是不可能的，并且将需要单个天线、放大器和其他组件的多个系统
美国大学的科学家大卫·迈耶说，2018年，陆军科学家是世界上第一个发明量子接收器的人，这种接收器使用高度兴奋、超敏感的原子——被称为里德堡原子——来检测通信信号
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陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室
迈耶说，研究人员根据基本原理计算了接收器的信道容量或数据传输速率，然后在他们的实验室实验性地实现了这一性能——比其他组的结果提高了几个数量级
“这些新的传感器可以非常小，几乎无法检测到，给士兵一个破坏性的优势，”迈耶说
“基于里德堡原子的传感器直到最近才被考虑用于一般的电场感测应用，包括作为通信接收器
虽然里德堡原子是广为人知的灵敏原子，但从未对整个工作范围内的灵敏度进行过定量描述
" 里德堡原子被光学激发到里德堡态，在这位艺术家的解释中，里德堡态检测到进入的射频场
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军队 为了评估潜在的应用，陆军科学家对里德堡传感器在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，里德堡传感器可以可靠地检测整个光谱范围内的信号，并与其他已建立的电场传感器技术(如电光晶体和偶极天线耦合无源电子器件)进行了比较
“量子力学让我们能够在很高的程度上了解传感器的校准和最终性能，它对每个传感器都是一样的，”迈耶说
“这一结果是决定如何在实地使用该系统的重要一步
" 这项工作支持陆军在下一代计算机网络和有保证的位置、导航和定时方面的现代化优先事项，因为它可能会影响新的通信概念或地理定位射频信号检测方法
未来，陆军科学家将研究方法，以继续提高检测更弱信号的灵敏度，并为更复杂的波形扩展检测协议
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