【Quantum Technologies】DARPA研究在室温环境下利用原子技术

当前，量子技术研究在信息科学和传感领域显示出巨大前景，有助于实现一系列新的国防应用。然而，从实验室向实际应用过渡的一个主要障碍是冷却和捕获原子以利用其量子特性所需的大量设备。

为了应对这一挑战，美国国防高级研究计划局（DARPA）于9月1日通过其官网宣布了“用于新技术的原子蒸气科学”（SAVaNT）项目，旨在提高室温环境下原子蒸气的性能，为未来在国防部多个领域实现前所未有的低尺寸、重量和功率(SWaP)组合提供机会。

据DARPA国防科学办公室（DSO）负责SAVaNT的项目经理塔贾纳·库西奇（Tatjana Curcic）介绍：“SAVaNT项目将探索一套基于室温环境下原子蒸气的新技术，以解决军事相关应用的重要缺口。我们对创新的研究方案感兴趣，这些方案能显著提高原子蒸气在电场传感和成像、磁场传感和量子信息科学方面的性能。”

SAVaNT项目的重点是暖原子蒸气，而不是冷原子技术，后者需要用激光将原子冷却到非常低的温度，以减少热噪声。这个过程使世界上最精确的原子钟具有前所未有的计时精度。但是冷却原子所需的仪器尺寸大到足以填满一个实验室，使得实验室的原子钟不适合现实中的场景使用。另一方面，暖原子蒸气方法不需要复杂的激光冷却，并且允许更多的原子，从而增强信号。然而，挑战在于热环境效应——即使在室温下——也能显著降低量子效应或相干性的持续时间。

SAVaNT是一个为期4年（48个月）的项目，分为两个阶段。参与SaVaNT项目的研究人员将在三个技术领域（TA）展示新方法，以克服热效应的限制：技术领域一将寻求开发一种Rydberg传感器——它使用原子感知电场——将为毫米波提供超窄带宽、高灵敏度的电场探测；技术领域二侧重于矢量磁强计，以实现低尺寸、重量和功率(SWaP)、室温、准直流磁场传感器；技术领域三将研究蒸气量子电动力学，使量子网络的关键部件在室温下工作（目前的方法需要低温或激光冷却和捕获）。

今天（9月3日），DARPA通过网络研讨会举办了SAVaNT项目提案者日活动。

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