信息科學和傳感領域的量子研究表現(xiàn)出巨大的應用前景，有助于實現(xiàn)多種新的國防應用。然而，量子技術從實驗室研究向實際應用過渡的一個主要障礙是：需要大量設備去冷卻和捕獲原子才能利用其量子特性。
據(jù)美國國防高級研究計劃局(DARPA)2020年9月1日官網(wǎng)報道，為解決這一問題，該局宣布啟動“用于新技術的原子蒸汽科學”(Science of Atomic Vapors for New Technologies, SAVaNT)項目。該項目旨在提高原子蒸氣在室溫的性能，在未來為多個國防領域的應用提供前所未有的小尺寸、低重量、小功率(SWaP)及高性能。
據(jù)項目經(jīng)理表示，該項目將探索基于室溫原子蒸氣的一系列新技術，填補軍事相關應用的重要空白。該項目感興趣的研究方案能顯著提高原子蒸氣在電場傳感和成像、磁場傳感以及量子信息科學方面的性能。
該項目重點關注熱原子蒸氣，而不是冷原子技術，后者需要用激光將原子冷卻到非常低的溫度，以減少熱噪聲。這一工藝讓世界上最精確的原子鐘具有前所未有的計時精度。但冷卻原子所需的儀器卻可以填滿整個實驗室，使得實驗室的原子鐘不適合現(xiàn)場使用。熱原子蒸氣方法不需要復雜的激光冷卻操作，且可作用于更多的原子，從而增強了信號。該方法面臨的挑戰(zhàn)是熱環(huán)境效應。即使在室溫下，這種效應也能顯著降低量子效應或相干性的持續(xù)時間。
為克服熱效應帶來的限制，該項目的研究人員將在以下三個技術領域提出新方法。
技術領域1
開發(fā)里德堡原子(Rydberg)傳感器，利用原子來感應電場，可為毫米波提供超窄帶寬、高靈敏度的電場探測。
技術領域2
關注矢量測磁技術(Vector Magnetometry)，以實現(xiàn)小尺寸、低重量、小功率的室溫、準直流(quasi-DC)磁場傳感器。
技術領域3
研究蒸氣量子電動力學，使量子網(wǎng)絡的關鍵部件能在室溫工作，而當前的方法需要低溫或者激光冷卻及捕獲。
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