論文の概要: Performance of Antenna-based and Rydberg Quantum RF Sensors in the Electrically Small Regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.14704v1
• Date: Tue, 27 Aug 2024 00:14:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 15:24:16.418682
• Title: Performance of Antenna-based and Rydberg Quantum RF Sensors in the Electrically Small Regime
• Title（参考訳）: 電気的小型レジームにおけるアンテナベースおよびライドバーグ量子RFセンサの性能
• Authors: K. M. Backes, P. K. Elgee, K. -J. LeBlanc, C. T. Fancher, D. H. Meyer, P. D. Kunz, N. Malvania, K. M. Nicolich, J. C. Hill, B. L. Schmittberger Marlow, K. C. Cox,
• Abstract要約: ライドバーグ原子電場センサ(Rydberg atom electric field sensor)は、感度無線周波数(RF)測定を行う量子センサーである。 我々は,cmスケールのRydbergセンサの信号検出感度を,同じ大きさの室温小型アンテナと比較した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Rydberg atom electric field sensors are tunable quantum sensors that can perform sensitive radio frequency (RF) measurements. Their qualities have piqued interest at longer wavelengths where their small size compares favorably to impedance-matched antennas. Here, we compare the signal detection sensitivity of cm-scale Rydberg sensors to similarly sized room-temperature electrically small antennas with active and passive receiver backends. We present and analyze effective circuit models for each sensor type, facilitating a fair sensitivity comparison for cm-scale sensors. We calculate that contemporary Rydberg sensor implementations are less sensitive than unmatched antennas with active amplification. However, we find that idealized Rydberg sensors operating with a maximized atom number and at the standard quantum limit may perform well beyond the capabilities of antenna-based sensors at room temperature, the sensitivities of both lying below typical atmospheric background noise.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子電場センサ(Rydberg atom electric field sensor)は、感度無線周波数(RF)測定を行う量子センサーである。 その特性は、インピーダンス整合アンテナと比較して小さい波長が好適な波長で興味をそそる。 ここでは,cmスケールのRydbergセンサの信号検出感度と,室温の小型アンテナと能動受信機と受動受信機とを比較した。 センサタイプ毎に有効な回路モデルを提案し,解析し,cmスケールセンサの感度比較を容易にする。 現代のRydbergセンサの実装は、アクティブ増幅による未整合アンテナよりも感度が低いと計算する。 しかし, 理想的なリドベルグセンサは最大原子数で動作し, 標準量子限界では室温でのアンテナ型センサの能力をはるかに超え, 両者の感度は通常の大気背景雑音より低いことが判明した。

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