中科大利用AI实现基于里德堡原子多频率微波的精密探测

本文转自:澎湃新闻
近日 , 中科大郭光灿院士团队在多频率微波传感上取得新进展 , 利用人工智能实现了基于里德堡原子多频率微波的精密探测 , 有助于基于里德堡原子的微波传感和通信 。
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a为原子能级图 , b为实验装置图 , c-e为神经网络层的示意图 , 图片来自中科大
由于里德堡原子具有较大的电偶极矩(电偶极矩可用于衡量电荷系统的整体极性) , 可以对微弱的电场产生很强的响应 , 因此它作为一个微波测量体系备受青睐 , 基于里德堡原子的多频微波电场测量在微波雷达和微波通信中具有广阔的应用前景 。
【中科大利用AI实现基于里德堡原子多频率微波的精密探测】然而 , 基于里德堡原子的微波测量领域还存在诸多科学问题亟待解决 。其中 , 多频率微波接收是一项难题 , 因为多频率微波在原子中会引起复杂的干涉模式 , 严重干扰信号接收与识别 。
近年来 , 中科大郭光灿院士团队中史保森、丁冬生课题组利用里德堡原子体系 , 聚焦量子模拟和量子精密测量科学研究 , 取得重要进展 。此次 , 团队基于室温下的铷原子体系 , 利用里德堡原子作为微波天线及调制解调器 , 通过电磁诱导透明效应成功检测了相位调制的多频微波场(即频分复用的二进制相移键控信号 , 一种在数字通信中广泛使用信号传输方式) , 并将接收到的调制信号通过深度学习神经网络进行分析 , 实现多频微波信号的高保真解调 , 进一步检验了实验方案针对微波噪声的高鲁棒性 。
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