基于里德堡原子接收机的集成感知与通信新范式
量子物理
2025-12-22 v4 原子物理
摘要
里德堡原子接收器（RYDAR）已被证明能够突破经典电子接收器的灵敏度和工作带宽限制，理论上可通过里德堡态原子的光学测量检测到低于-174 dBm/Hz的不可分辨电信号。这一突破建立了通信与感知的新量子范式，推动了收发器设计理念的革命，以充分释放RYDAR面向下一代网络的潜力。在此背景下，本文从理论到硬件实现，对里德堡原子通信与感知进行了全面调研。具体而言，我们突出了RYDAR与前沿的集成感知与通信（ISAC）技术融合所带来的巨大机遇，随后介绍了量子接收机的必要预备知识。然后，我们提出了基于RYDAR的宽带ISAC理论框架，并通过概念验证实验进行了演示。之后，探索了ISAC框架的使能技术，涵盖信道表征、波形设计到基于阵列的接收机配置，并总结了开放问题。最后，我们展望了基于RYDAR的ISAC的未来应用，表明其在民用和军事领域均具有显著潜力。
引用
@article{arxiv.2506.13304,
title = {New Paradigm for Integrated Sensing and Communication with Rydberg Atomic Receiver},
author = {Minze Chen and Tianqi Mao and Yang Zhao and Wei Xiao and Dezhi Zheng and Zhaocheng Wang and Jun Zhang and Sheng Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13304},
year = {2025}
}
备注
Accepted by IEEE Communications Magazine