科技日報記者 吳長鋒
記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)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(guān)成果日前發(fā)表在國際期刊《自然通訊》上。
由于里德堡原子具有較大的電偶極矩，可以對微弱的電場產(chǎn)生很強(qiáng)的響應(yīng)，因此作為一個非常有前景的微波測量體系備受人們的青睞并取得了飛速發(fā)展。盡管如此，基于里德堡原子的微波測量領(lǐng)域還存在很多科學(xué)問題亟待解決，其中多頻率微波接收就是其中一項難題：這是因為多頻率微波在原子中會引起復(fù)雜的干涉模式，嚴(yán)重干擾了信號接收與識別。
在前期工作的基礎(chǔ)上，研究人員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(dǎo)透明效應(yīng)成功檢測了相位調(diào)制的多頻微波場，進(jìn)而將接收到的調(diào)制信號通過深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，實現(xiàn)了多頻微波信號的高保真解調(diào)，并進(jìn)一步檢驗了實驗方案針對微波噪聲的高魯棒性。
研究成果表明，基于深度學(xué)習(xí)增強(qiáng)的里德堡微波接收器可允許一次直接解碼20路頻分復(fù)用(FDM)信號，不需要多個帶通濾波器和其他復(fù)雜電路。這項工作的創(chuàng)新之處在于提出并實現(xiàn)了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，既利用了里德堡原子的靈敏度優(yōu)勢，同時也降低了噪聲的影響。
這項研究成果為精密測量領(lǐng)域與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交叉結(jié)合提供了重要參考。此外，該成果還可以應(yīng)用于同時探測多個目標(biāo)。審稿人的高度評價該成果：“該工作展示的結(jié)果對原子分子光物理學(xué)領(lǐng)域的其他研究人員非常有用，因為它顯示了深度學(xué)習(xí)未來在原子系統(tǒng)量子增強(qiáng)傳感中的應(yīng)用?！?/p>
（中國科大供圖）
關(guān)鍵詞： 人工智能
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