华大在线讯（通讯员 王棣）近日，物理科学与技术学院智能无线通信团队与新加坡南洋理工大学研究团队合作，在无线通信领域顶级期刊《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》发表题为“Rydberg Atomic Quantum Receivers for Wireless Communications: Two-Color vs. Three-Color Excitation”的研究成果。物理科学与技术学院博士研究生肖健为第一作者，王骥副教授为通讯作者。合作者包括南洋理工大学Chau Yuen副教授、Erry Gunawan副教授和Tierui Gong博士后研究员。华中师范大学为该论文的第一完成单位。

随着第六代移动通信及量子信息科学的发展，利用原子量子效应直接感知和接收无线电信号，正成为新型无线接收技术的重要方向。里德堡原子对外部射频电场高度敏感，可将无线电信号转换为可测量的光学信号，为突破传统电子接收机部分性能限制提供了新的技术路径。

针对传统双光四能级里德堡原子接收机存在的系统成本较高、室温条件下残余多普勒展宽明显以及较低频段高灵敏度谐振探测受限等问题，团队系统研究了三光五能级里德堡原子接收机架构。该架构采用红光和红外波段激光构建三光子共振条件，通过优化不同激光的传播方向和波长，有效抑制热原子中的残余多普勒展宽，并利用高角动量里德堡态拓展甚高频、特高频等频段的谐振探测能力。

图1 双光四能级与三光五能级原子接收机架构示意图

研究结果表明，三光五能级架构可显著增强弱射频信号引起的原子响应，在低功率、弱信号通信场景下提升接收灵敏度和通信可靠性，并揭示了原子接收机设计中的“灵敏度—带宽”权衡，为面向未来无线通信的原子接收机架构设计及工程应用提供了理论依据。

近年来，智能无线通信团队围绕量子信息科学与新一代无线通信交叉融合持续开展研究，重点聚焦里德堡原子量子传感、原子无线接收、信道获取与智能信号处理等方向，探索量子信息技术赋能未来无线通信系统的新理论、新方法和新应用。该研究得到华中师范大学中央高校基本科研业务费（交叉科学探索项目）资助。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11692870

（审读人：赵蕴杰）