論文の概要: Microwave electrometry with quantum-limited resolutions in a Rydberg atom array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05413v1
- Date: Fri, 05 Dec 2025 04:11:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-13 22:40:56.89525
- Title: Microwave electrometry with quantum-limited resolutions in a Rydberg atom array
- Title（参考訳）: Rydberg原子アレイにおける量子制限分解能を用いたマイクロ波電気測定
- Authors: Yao-Wen Zhang, De-Sheng Xiang, Ren Liao, Hao-Xiang Liu, Biao Xu, Peng Zhou, Yijia Zhou, Kuan Zhang, Lin Li,
- Abstract要約: マイクロ波(MW)場センシングは現代技術の基礎であるが、その進化は磁場、時間、空間分解能の基本的な物理的制限によって制限されている。
本稿では,光ツイーザーアレイをコヒーレントセンサとして利用することにより,これらの制約を同時に超えるMW電気測定を実証する。
このアプローチは,標準量子限界の13%以内の場感度,11桁以上のChu限界を超える応答時間,および/3000空間分解能を持つその場近接場マッピングを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.92033150380721
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Microwave (MW) field sensing is foundational to modern technology, yet its evolution, reliant on classical antennas, is constrained by fundamental physical limits on field, temporal, and spatial resolutions. Here, we demonstrate an MW electrometry that simultaneously surpasses these constraints by using individual Rydberg atoms in an optical tweezer array as coherent sensors. This approach achieves a field sensitivity within 13% of the standard quantum limit, a response time that exceeds the Chu limit by more than 11 orders of magnitude, and in-situ near-field mapping with λ/3000 spatial resolution. This work establishes Rydberg-atom arrays as a powerful platform that unites quantum-limited sensitivity, nanosecond-scale response time, and sub-micrometer resolution, opening new avenues in quantum metrology and precision electromagnetic field imaging.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波(MW)フィールドセンシングは現代技術の基礎であるが、その進化は古典アンテナに依存しており、磁場、時間、空間分解能の基本的な物理的制限によって制約されている。
本稿では,光ツイーザーアレイをコヒーレントセンサとして利用することにより,これらの制約を同時に超えるMW電気測定を実証する。
このアプローチは、標準量子限界の13%以内の場感度、11桁以上のチュー極限を超える応答時間、λ/3000空間分解能を持つその場近傍場マッピングを実現する。
この研究は、リドバーグ原子配列を量子制限感度、ナノ秒スケールの応答時間、サブミクロメートル分解能を統一する強力なプラットフォームとして確立し、量子力学と精密電磁場イメージングの新しい道を開いた。
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