电气小尺寸 regime 下基于天线和 Rydberg 量子射频传感器的性能比较

Rydberg原子电场传感器是一种可调谐的量子传感器，可进行灵敏的射频（RF）测量。由于其小尺寸在较长波长处与阻抗匹配天线相比具有优势，使其质量受到关注。在本文中，我们比较了规模为厘米级的Rydberg传感器与 similarly sized的室温电气小天线，分别采用主动和被动接收后端。我们提出并分析了每种传感器类型的有效电路模型，便于对厘米尺度传感器进行公平的灵敏度比较。我们计算得出，当代Rydberg传感器实现的灵敏度低于未匹配天线（带主动放大）。然而，我们发现理想化Rydberg传感器在最大化原子数并处于标准量子极限时，可能在室温下电气小天线之外表现良好，两种传感器的灵敏度都低于典型大气背景噪声。