一個20厘米見方的玻璃盒子，看起來并不起眼，里面卻藏著一批最靈敏的“量子偵察兵”。當(dāng)原子被激光激發(fā)到高量子態(tài)，它們就變得格外敏感，可以化身接收電磁波的天線。利用原子的量子特性，北京量子信息科學(xué)研究院研究員楊仁福帶領(lǐng)團隊，研制出了目前國際上集成度最高的里德堡原子電磁探測系統(tǒng)。4月29日，該成果在2024中關(guān)村論壇年會重大成果專場發(fā)布會上亮相。

　　從傳統(tǒng)的“大鍋蓋”衛(wèi)星天線，到“大哥大”手機上凸出的棒狀天線，再到高度集成化的智能手機天線……信息的無線傳輸，離不開天線的幫助。但傳統(tǒng)天線都是由金屬制成，它的存在會讓電磁場發(fā)生形變，導(dǎo)致測量不夠準(zhǔn)確。同時，傳統(tǒng)天線是在接收到電磁波后，通過后端的電子元器件將信號放大，如果突然遭遇極強的電磁場，比如強雷電天氣，天線可能被瞬間燒毀。

　　一顆直徑僅為厘米級的玻璃泡，便能解決這一難題。玻璃泡內(nèi)封裝著特定的原子，當(dāng)激光“擊中”它們，原子的最外層電子就會被“拽”開?！霸拥闹睆揭话闶莵喖{米級，激光則能把外層電子‘搬’到直徑微米級的軌道上，這時的原子處在激發(fā)態(tài)，對周圍的電磁環(huán)境改變十分敏感?！睏钊矢Ｕf，圍繞這項技術(shù)，國內(nèi)外科研人員都在努力突破，但此前，要想運行一臺“原子天線”，需要大量的設(shè)備與其配套，“大量的電路、激光設(shè)備，得擺上滿滿一桌子。”

　　現(xiàn)在，在楊仁福的實驗室，“原子天線”實現(xiàn)了一拎即走，各類設(shè)備高度集成在一個高度約20厘米的標(biāo)準(zhǔn)機箱內(nèi)。輔以團隊研發(fā)的控制軟件，一個“外行”也能輕松調(diào)試它，接收到想要的電磁波信號。

　　前不久，這臺“原子天線”在國際上首次實現(xiàn)分辨率為720P的數(shù)字高清視頻傳輸。在不久的將來金沙集團1862cc成色，它有望應(yīng)用于氣象領(lǐng)域，在觀雨聽雷中發(fā)揮作用?！斑@種天線將不再懼怕強雷電，也不會像傳統(tǒng)天線金屬結(jié)構(gòu)的存在而影響觀測精度，更重要的是，它將能探測到更寬的電磁波頻段?！睏钊矢？隙ǖ卣f，“它在未來的應(yīng)用將是革命性的?！?/p>

　　近年來，北京量子院在量子科學(xué)領(lǐng)域接連產(chǎn)出世界級成果。“北京量子院給了我們科研人員足夠的信任，我們不需要一年一考核，也不要求發(fā)表論文的數(shù)量?！睏钊矢Ｕf，在這樣自由的氛圍下，科研團隊卻在自我加壓，僅用兩年時間就取得了國際頂尖的科研成果。從實驗室研發(fā)到樣機制作，需要科研人員與工程人員密切協(xié)作，北京量子院建起的共性支持平臺，也為科研工作的開展提供了有力支撐。