中國科學技術(shù)大學郭光燦院士團隊史保森、丁冬生課題組利用人工智能的方法，實現(xiàn)了基于里德堡原子多頻率微波的精密探測，相關成果日前發(fā)表于《自然-通訊》。審稿人認為：“該工作展示的結(jié)果對原子分子光物理學領域的其他研究人員非常有用，因為它顯示了深度學習未來在原子系統(tǒng)量子增強傳感中的應用。”
具有較大電偶極矩的里德堡原子，可以對微弱電場產(chǎn)生較強響應，因此，作為微波測量體系具有廣泛應用前景。但基于里德堡原子的微波測量領域還存在很多亟待解決的難題，如多頻率微波在原子中會引起復雜干涉模式，從而嚴重干擾信號接收與識別，就是諸多難題之一。
近年來，史保森、丁冬生團隊利用里德堡原子體系，聚焦量子模擬和量子精密測量科學研究，取得了重要進展。在此次研究中，團隊基于室溫銣原子體系，利用里德堡原子作為微波天線及調(diào)制解調(diào)器，通過電磁誘導透明效應成功檢測了相位調(diào)制的多頻微波場，進而將接收到的調(diào)制信號通過深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡進行分析，實現(xiàn)了多頻微波信號的高保真解調(diào)，并進一步檢驗了實驗方案針對微波噪聲的高魯棒性。
研究結(jié)果表明，基于深度學習的里德堡微波接收器可允許一次直接解碼20路頻分復用信號，不需要多個帶通濾波器和其他復雜電路。
該工作將原子傳感與深度學習有機結(jié)合，提出并實現(xiàn)在不求解主方程的情況下有效探測多頻率微波電場的方案，且在硬件上沒有太高要求即可實現(xiàn)較高精度，為精密測量領域與神經(jīng)網(wǎng)絡交叉結(jié)合提供了重要參考，在通信、雷達探測等領域具有重要應用前景。（光明日報記者丁一鳴 通訊員王敏）
（責任編輯：蔡文斌）
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