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記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊史保森、丁冬生課題組利用人工智能實現了基于里德堡原子多頻率微波的精密探測，相關成果日前發表在國際期刊《自然?通訊》上。
里德堡原子具有較大的電偶極矩，可以對微弱的電場產生很強的響應，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，并取得了飛速發展。盡管如此，基于里德堡原子的微波測量還存在很多科學問題亟待解決，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雜的干涉模式，嚴重干擾了信號接收與識別。
在前期工作的基礎上，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制解調器，通過電磁誘導透明效應成功檢測了相位調制的多頻微波場，進而將接收到的調制信號通過深度學習神經網絡進行分析，實現了多頻微波信號的高保真解調，并進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，基于深度學習增強的里德堡微波接收器可允許一次直接解碼20路頻分復用（FDM）信號，不需要多個帶通濾波器和其他復雜電路。這項工作的創新之處在于提出并實現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勢，同時也降低了噪聲的影響。
這項研究成果為精密測量領域與神經網絡交叉結合提供了重要參考。此外，該成果還可以應用于同時探測多個目標。審稿人高度評價該成果：“該工作展示的結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量子增強傳感中的應用。” （科技日報記者 吳長鋒）
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