
【中国观察北京时间2026年06月22日讯】一种基于原子的新型量子射频(RF)系统,可能在受干扰环境中超越传统天线效能。该技术通过雷射监测无线电波对原子的扰动,减少对传统射频前端元件的依赖,适应当今对抗性环境中信号易被干扰、伪造、遮蔽或淹没的现状。
总部位于科罗拉多州的Infleqtion公司认为,首个可实际应用的重大量子技术突破或出现在射频感测领域——支撑GPS、雷达、无线通讯、航空导航与军事侦察的核心技术。该公司近期发布名为'量子频谱'的新型无线电讯号侦测方法,该技术平台有望在未来取代传统天线系统的部分组件。
当前全球无线电环境日益混乱,各国政府依赖射频讯号进行导航、通讯、威胁侦测、货物运输、空域管理及关键基础设施运作。Infleqtion团队指出,这些讯号如今比以往更容易遭遇干扰、伪造、遮蔽或淹没。
传统射频系统依赖天线与电子硬体,通常仅针对有限频率范围进行优化,迫使工程师为不同频段建立独立系统,带来设备尺寸、功耗与可靠性挑战,尤其在对抗性环境中更为突出。Infleqtion声称,其新方法通过将原子本身作为感测器,有望绕过传统系统的诸多限制。
系统核心为'里德堡原子'——电子被雷射激发至极高能量状态的原子,对包括无线电波在内的微波与无线电场极为敏感。该系统不依赖传统金属天线捕捉讯号,而是以雷射监测入射无线电波对原子的扰动,并将这些扰动转换为可推算讯号频率、方向与强度的资讯。
尽管'里德堡原子微波感测'技术并非全新概念,但将其转化为可在真实环境中部署的耐用硬体仍面临重大工程挑战。量子系统对热能、杂讯与环境干扰高度敏感,如何打造能在军事环境中存活的便携式接收器始终是难题。
Infleqtion研究团队介绍,其'量子频谱'平台以三步骤量子感测流程取代传统射频前端硬体:首先雷射将原子激发至里德堡态;接着入射无线电波直接与这些原子相互作用;最后光学系统读取原子的微小变化并转换为可用射频资讯。理论上同一台接收器可覆盖从兆赫兹(MHz)到太赫兹(THz)的庞大频率范围,无需多套天线系统。
宽频能力是该技术最重要的主张之一,因传统接收器在同时监测频谱多个部分时往往力不从心。基于原子的系统在原理上能以单一有效接收孔径侦测跨越极宽频率范围的讯号。研究人员补充称,在天线难以胜任的情况下,原子感测器仍可能发挥作用。
目前该公司正通过美国、英国与澳洲的多项政府资助计划测试该技术。研究人员表示正在建造原型机、进行野外试验并强化系统以适应真实环境部署。在美国,与陆军研究实验室合作推进'鲁棒积体量子电磁接收器'(RIQER)项目,目标打造可运输的量子射频系统供士兵在GPS讯号不可用或遭攻击环境中使用。
在英国主导'量子测向'(QuDiFi)项目,旨在精确识别无线电讯号来源方向,改善远距导航与讯号追踪能力,尤其在传统天线体积过大难以部署的低频段。同时在澳洲研发'量子优化宽频里德堡原子'(QOBRA)接收器,结合量子感测与AI算法自动'调谐'雷射与系统参数以最佳化灵敏度与即时频宽。
该公司亦着力解决量子技术最大难题之一:体积问题。Infleqtion表示积体光子学技术有望大幅缩减硬体尺寸,据公司估计目前量子系统超过九成的体积与成本来自雷射与光子学元件。
尽管围绕'量子频谱'技术平台有诸多大胆说法,但用原子取代传统电子接收元件中的部分感测功能仍有重要问题待解决。该公司已展示原型机并取得政府资助,但尚未公开证明基于原子的接收器在真实条件下能稳定超越传统射频系统。科学界研究里德堡原子感测已有多年,此次发布更像商业化推进而非全新科学突破。
技术层面同样存在待克服障碍。量子感测器灵敏度极高,但因振动、热能、环境杂讯及雷射系统复杂性,在实验室以外维持稳定性仍十分困难。因此'量子频谱'技术平台目前仍属雄心勃勃的早期技术,但若能成功落地,其潜在影响力毋庸置疑。潜在应用领域涵盖无GPS导航、抗干扰通讯、无人机侦测、电子战及下一代电信技术。