2022-08-17 アメリカ国立標準技術研究所(NIST)
原子ベースの通信システムは、従来の電子機器よりも物理的に小型化でき、ノイズの多い環境にも耐えられる。ビデオ機能を追加すれば、例えば遠隔地や緊急事態における無線システムを強化できる。
研究者達は、2つの異なる色のレーザーを使って、ガラス容器内にリュードベリ状態の気体ルビジウム原子を用いた。
原子が標準画質のビデオを受信するために必要なレーザービームのサイズ、出力、検出方法を研究した。
ビームサイズは、原子がレーザー相互作用領域に留まる平均時間に影響します。この時間は、受信機の帯域幅に反比例する。つまり、時間が短く、ビームが小さいほど、より多くのデータを生成することができる。これは、原子が相互作用領域を出たり入ったりするためで、領域が小さいほど信号の「リフレッシュレート」が高くなり、解像度が向上する。
研究者たちは、どちらのレーザーもビーム径が小さい（100マイクロメートル以下）ことで、応答とカラー受信が非常に速くなることを発見した。
＜関連情報＞
- https://www.nist.gov/news-events/news/2022/08/watch-nists-atomic-television-live-and-color
- https://avs.scitation.org/doi/10.1116/5.0098057
量子レシーバーによるテレビ・ゲームストリーミング：リュードベリ原子を用いた受信機の帯域幅と受信明瞭度に関する研究 TV and video game streaming with a quantum receiver: A study on a Rydberg atom-based receiver’s bandwidth and reception clarity
AVS Quantum Science Published:17 August 2022
DOI:https://doi.org/10.1116/5.0098057
ABSTRACT
We demonstrate the ability to receive live color analog television and video game signals with the use of the Rydberg atom receiver. The typical signal expected for traditional 480i National Television Standards Committee format video signals requires a bandwidth of over 3 MHz. We determine the beam sizes, powers, and detection method required for the Rydberg atoms to receive this type of signal. The beam size affects the average time the atoms remain in the interaction volume, which is inversely proportional to the bandwidth of the receiver. We find that small beam diameters (less than 100 μm) lead to much faster responses and allow for color reception. We demonstrate the effect of the beam size on bandwidth by receiving a live 480i video stream with the Rydberg atom receiver. The best video reception was achieved with a beam width of 85 m full-width at half-max.
