基于六波混合的 Rydberg 原子接收器宽带量子转化
量子物理
2026-02-17 v1 信息论
信号处理
math.IT
摘要
Rydberg 原子接收器对电场极其敏感，但其在常规电磁感性透射（EIT）下的有效3-dB基带带宽通常受限于数十至数百千赫，限制了宽带无线应用的潜力。为缓解这一瓶颈，我们研究了基于六波混合（Six-wave mixing, SWM）的 Rydberg 原子接收器作为宽带射频（RF）到光学的量子换能器。具体而言，我们构建了一个从探测输入到输出光场的显式基带输入输出模型。基于该模型，推导出闭形式的3-dB带宽表达式，揭示其对关键光学和射频参数的依赖性。进一步地，我们采用1-dB压缩点（P1dB）和输入指称三阶拦截点（IIP3）量化线性动态范围，揭示带宽与线性化之间的通信兼容性特征。最后，数值结果表明，在相同光学驱动条件下，SWM 配置比 EIT 方案的3-dB基带带宽提高了一个数量级以上，同时保持可比的电场灵敏度，并显示出宽广且可调的线性工作区域。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.13955,
title = {Wideband Quantum Transduction for Rydberg Atomic Receivers Using Six-Wave Mixing},
author = {Yuanbin Chen and Chau Yuen and Chong Meng Samson See},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13955},
year = {2026}
}
备注
This manuscript has been submitted to IEEE Journal, 13 pages, 12 Figures