用于多带 RF 通信的混合六级 Rydberg 原子量子接收器
量子物理
2026-04-15 v1 信号处理
摘要
Rydberg 原子接收器最近作为一种具有固有宽带响应和无校准操作特性的无线电频率 (RF) 探测与接收平台而成为一种有前景的技术。现有大多数接收器依赖于四级梯形型电磁感应透明 (EIT) 方案，这限制了在给定原子简并能级中同时可访问的 RF 转换数量。本文提出一种六级混合 Rydberg 原子量子接收器 (H-RAQR) 架构，将级联和并联 RF 耦合路径组合在一起，实现在单个气态细胞平台内的多带 RF 接收。发展了物理一致的系统和电磁耦合模型，推导了探测探测器相干性的稳态解析表达式，建立了入射 RF 场与光学探测传输之间的直接关系。通过使用具有真实松弛和色散参数的 Lindblad 主方程进行数值仿真验证了该分析模型。利用所得通信信号表示，评估了该接收器的可实现 ergodic 汇和速率性能。数值结果表明，所提出的混合架构在同一六级系统内实现四个同时 RF 信道，并高于传统级联 Rydberg 态 (CRS) 和并联 Rydberg 态 (PRS) 接收器。这些结果表明了混合 Rydberg 接收器架构在可扩展的多信道 RF 探测与通信系统中的潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2604.12106,
title = {Hybrid Six-Level Rydberg Atomic Quantum Receiver for Multi-Band RF Communication},
author = {Lahiru Shyamal and Harini Hapuarachchi and Saman Atapattu and Jared H. Cole},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.12106},
year = {2026}
}