里德堡接收器能探測(cè)到傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法探測(cè)到的非常微弱的電磁信號(hào)，它們也具備應(yīng)用于氣候監(jiān)測(cè)、測(cè)量或校準(zhǔn)電壓等任務(wù)的潛力。近年來(lái)的一系列事件表明，原子接收器技術(shù)正不斷發(fā)展，而人們對(duì)原子接收器的興趣也不斷增長(zhǎng)。例如，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局于2021年8月宣布成立量子孔徑項(xiàng)目（Quantum Apertures）團(tuán)隊(duì)，并于9月宣布成立原子蒸汽科學(xué)新技術(shù)(SAVaNT)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。

陸軍研究實(shí)驗(yàn)室去年證明，量子傳感器可以分析無(wú)線電頻率和0-100GHz頻譜范圍內(nèi)的信號(hào)，可探測(cè)調(diào)幅(AM)和調(diào)頻(FM)、藍(lán)牙、Wi-Fi(無(wú)線保真度)和其他信號(hào)。美陸軍科學(xué)家正在繼續(xù)研究提高量子傳感器靈敏度的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)更弱信號(hào)的檢測(cè)，并將其擴(kuò)展到更復(fù)雜波形的檢測(cè)。今年早些時(shí)候，在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的贊助下，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的研究人員使用了一種銅制耳機(jī)狀裝置，將原子無(wú)線電接收器的靈敏度提高了一百倍，并證明里德堡原子可以探測(cè)到電視和視頻游戲傳輸信號(hào)。

原子接收器最終可能比傳統(tǒng)傳感器在尺寸、重量和功率方面具有優(yōu)勢(shì)，部分原因是它們不需要天線，并且原子接收器檢測(cè)射頻場(chǎng)的方式本質(zhì)上是無(wú)損的，而傳統(tǒng)天線會(huì)強(qiáng)烈吸收射頻能量。

Christopher L. Holloway是NIST里德堡傳感器項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，也是電磁場(chǎng)小組的組長(zhǎng)，他研究量子接收器至少有15年了。根據(jù)Holloway和美國(guó)陸軍指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、情報(bào)、監(jiān)視和偵察(C5ISR)中心無(wú)線電頻率通信部主任James Tucker Swindell的說(shuō)法，里德堡傳感器項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)鞋盒大小的接收器。

NIST在一個(gè)芯片級(jí)原子鐘上開發(fā)了里德堡傳感器，大小約為8個(gè)25美分的硬幣摞在一起，其中包括這個(gè)小原子鐘、蒸汽電池、激光器和電源。NIST團(tuán)隊(duì)使用了兩種彩色激光器，其中一種能夠發(fā)射直徑為780納米的紅色不可見(jiàn)激光，另一種能夠發(fā)射藍(lán)色或綠色的可見(jiàn)耦合激光。當(dāng)探測(cè)原子時(shí)，打開第二種彩色激光即可使原子進(jìn)入里德堡態(tài)，探測(cè)激光是讀取原子響應(yīng)的方式。耦合激光仍然是部署移動(dòng)里德堡接收器的最大挑戰(zhàn)之一，目前美軍還沒(méi)有便攜式藍(lán)色或綠色激光器，無(wú)法提供足夠的能量來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

NIST團(tuán)隊(duì)還與NASA合作開發(fā)天基傳感器，NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的“冰凍圈”里德堡雷達(dá)項(xiàng)目建立在原子接收器技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以遠(yuǎn)程感知冰流、冰架演化、積雪積累和基巖測(cè)繪。該項(xiàng)目的目標(biāo)是在幾年內(nèi)將這些傳感器送入太空，然后用它來(lái)對(duì)地球甚至其他行星進(jìn)行監(jiān)測(cè)。