論文の概要: Wideband Quantum Transduction for Rydberg Atomic Receivers Using Six-Wave Mixing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.13955v1
- Date: Sun, 15 Feb 2026 02:08:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-17 14:17:28.578027
- Title: Wideband Quantum Transduction for Rydberg Atomic Receivers Using Six-Wave Mixing
- Title（参考訳）: 6波混合を用いたライドバーグ原子受信器の広帯域量子トランスダクション
- Authors: Yuanbin Chen, Chau Yuen, Chong Meng Samson See,
- Abstract要約: ライドバーグ原子受信機は電場に対して非常に高い感度を持つ。
従来の電磁誘導透過(EIT)下での有効3dBベースバンド帯域幅は、通常、数十から数百キロヘルツに制限される。
広帯域無線周波数(RF)-光量子トランスデューサとして6波混合(SWM)ベースのRydberg原子受信機について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.799227408938144
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Rydberg atomic receivers hold extremely high sensitivity to electric fields, yet their effective 3-dB baseband bandwidth under conventional electromagnetically induced transparency (EIT) is typically constrained to tens to a few hundreds of kilohertz, which hinders wideband wireless applications. To relax this bottleneck, we investigate a six-wave mixing (SWM)-based Rydberg atomic receiver as a wideband radio frequency (RF)-to-optical quantum transducer. Specifically, we develop an explicit baseband input-output model spanning from the probe input to the output light field. Based upon this model, a closed-form 3-dB bandwidth expression is derived to expose its dependence on key optical and RF parameters. We further quantify the linear dynamic range by employing the 1-dB compression point (P1dB) and the input-referred third-order intercept point (IIP3), unveiling a communication-compatible characterization of the bandwidth-linearity trade-off. Finally, our numerical results demonstrate that, given identical optical driving conditions, the SWM configuration increases the 3-dB baseband bandwidth by more than an order of magnitude compared to the EIT-based counterpart, while retaining comparable electric-field sensitivity and revealing a broad, tunable linear operating region.
- Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子受信機は電界に対して非常に高い感度を持つが、従来の電磁誘導透過(EIT)の下での有効3dBベースバンド帯域幅は数十kヘルツから数百kヘルツに制限され、広帯域無線の応用を妨げている。
このボトルネックを緩和するために、広帯域無線周波数(RF)-光量子トランスデューサとして6波混合(SWM)ベースのRydberg原子受信機について検討する。
具体的には、プローブ入力から出力光場にまたがる明示的なベースバンド入力出力モデルを開発する。
このモデルに基づいて、3dB帯域幅のクローズドな表現が導出され、鍵光学およびRFパラメータへの依存性を明らかにする。
さらに,1-dB圧縮点 (P1dB) と入力参照3次インターセプト点 (IIP3) を用いて線形ダイナミックレンジの定量化を行い,帯域幅線形性トレードオフの通信互換特性を明らかにした。
最後に,光駆動条件が同一であれば,SWM構成はEITベースに比べて3dBベースバンド帯域幅を1桁以上増加させるが,電界感度は同等であり,広帯域で可変な線形動作領域を呈することを示す。
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