据外媒透露，来自美国陆军的研究人员正在开发一种量子传感器。据悉，该传感器能够探测跨频带的电磁辐射，比传统接收机的探测范围要大得多。美国陆军预计，他们将在今年晚些时候在作战训练中演示这种能力。

美国陆军指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视和侦察(C5ISR)中心的技术人员研发中的是一种鞋盒大小的设备，能够在长波段、短波段和传统波段(通常缩短到L-、S-和C-频带)之间实现信号的探测。与此同时，该设备也可能在更远的距离上接收信号。

C5ISR中心无线电频率通信部主任詹姆斯·塔克·斯温德尔(James Tucker Swindell)指出，由于不同频段之间的距离会有所不同，以往很难准确地确定量子传感器能探测到的信号距离有多远。

而他们新开发了一种“里德堡”（Rydberg）量子传感器，它利用了Rydberg原子在暴露于不同类型的电磁场时以不同方式反应的能力。

具体来看，研究人员首先会使用激光束在微波电路的正上方产生里德堡原子，利用里德堡原子暴露于不同电磁场时的不同反应，确定原子周围的电场，进而灵敏探测零频率～20千兆赫的射频频谱的广泛信号。

C5ISR中心可能很快就会展示这种量子传感能力，不过目前尚未能提供关于潜在演示的任何细节。

美国陆军研究实验室（ARL）的量子传感器对从零频率到20千兆赫（ghz）的射频频谱进行采样，并检测AM(调幅)和FM(调频)无线电、蓝牙、Wi-Fi和其他通信信号。该系统使用激光束在微波电路的正上方产生高度激发的里德堡原子，以增强和聚焦于测量到的光谱部分。里德堡原子对电路的电压很敏感，这使得该装置可以用作对射频频谱中广泛信号的灵敏探针。

“之前所有Rydberg原子传感器的演示都只能感知射频频谱的小而特定区域，而我们的传感器现在首次在宽频率范围内连续工作，”隶属于美国陆军作战能力发展司令部(DEVCOM)的ARL研究员凯文·考克斯（Kevin Cox）表示，“这是证明量子传感器可以为我们的士兵提供一套新的、主导的能力的重要一步，他们正在一个日益复杂的电磁作战空间中作战。”

Rydberg频谱分析仪有潜力超越传统电子器件在灵敏度、带宽和频率范围方面的基本限制。正因为如此，该实验室的Rydberg频谱分析仪和其他量子传感器有潜力为陆军传感器开辟一个新的前沿领域，用于频谱感知、电子战、传感和通信，这是陆军现代化战略的一部分。

C5ISR中心还与美国国防部副部长办公室、其他部门的研究实验室以及国防高级研究计划局(简称DARPA)合作。DARPA的“量子光圈”项目（Quantum Apertures）与Rydberg传感器项目之间已经达成了密切合作。据DARPA网站称，该计划的目标是开发便携式定向无线电频率接收器，比传统接收器具有更大的灵敏度、带宽和动态范围，用于国防部未来的任务。

此外，该局在9月宣布，8个团队将参与SAVaNT项目，该项目旨在满足使用复杂的激光冷却能力使量子技术正常运行的需要。根据SAVaNT项目的网站页面声明，该项目将重点研究三种方法：Rydberg电测量法、矢量磁力测量法和蒸汽量子电动力学。

目前来看，量子系统用于战场演示存在两大挑战：首先，它要在战场上实现极度冷却几乎是不现实的。其次，尺寸也是一个重要的限制因素。

不过，这种量子传感器还有其他好处，它既可以用作无线电接收器，也可以用作频谱探测器。C5ISR中心的研究主要集中在信号接收上，但量子技术最终或许也将被证明对信号传输有益。“在这个节骨眼上，我们的量子传感器工作纯粹是基于接收领域；但是，我们真真切切地在研究我们在传输端可以做些什么，以实现未来下一步的增强通信。”