利用里德堡原子通过量子弱测量感知低频场

近期,里德伯原子已成为实现低频电场量子传感的理想选择。目前进展主要利用探测激光的强度与相位变化,其检测机制仍属于经典范畴。然而在实际多态原子体系中,作用于里德伯态的外场可引发电磁诱导透明(EIT)系统内探测激光的偏振变化。该研究团队通过实验观测到这一现象,并巧妙利用偏振自由度实现信号提取。基于此机制,研究人员进一步设计并实现了量子弱测量方案,该方案显著抑制了技术噪声,使性能获得显著提升。通过评估不同后选择角度下的灵敏度,发现弱测量结果与理论模型预测高度吻合。该工作从多角度分析了方法优势:包括不同频率下的响应特性表征,以及弱测量方案与传统透射法的响应对比。在考虑铷-87原子在玻璃腔内实际感受电场强度被屏蔽17%的情况下,经1000秒积分时间后,系统灵敏度达到33微伏·厘米⁻¹·赫兹⁻¹/²,最小可探测场强为1.0微伏/厘米(以原子实际感知电场为准)。

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提交arXiv: 2026-03-10 11:21
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