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一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列
1
作者
陈晴
徐达
+2 位作者
孙永
曹文会
钟青
《计量学报》
北大核心
2025年第6期788-794,共7页
超导量子干涉器件(SQUID)因其极低的噪声水平、极高的电流灵敏度以及低阻抗特性而成为超导转变边缘探测器(TES)等低温粒子探测器读出的唯一选择。针对TES信号读出应用,研制了基于Nb/Al-AlO_(x)/Nb约瑟夫森结的一阶梯度串联超导量子干涉...
超导量子干涉器件(SQUID)因其极低的噪声水平、极高的电流灵敏度以及低阻抗特性而成为超导转变边缘探测器(TES)等低温粒子探测器读出的唯一选择。针对TES信号读出应用,研制了基于Nb/Al-AlO_(x)/Nb约瑟夫森结的一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列(SSA)。其中,每个SQUID单元的环路、输入线圈和反馈线圈均采用一阶梯度结构来降低外磁场干扰,SQUID环路与输入线圈采用重叠耦合方式、与反馈线圈采用交叉耦合方式。在液氦环境下进行的测试结果表明,含有2个、8个和16个SQUID单元阵列的输入电流灵敏度与反馈电流灵敏度测试值分别为21.5μA/Φ_(0)与26.3μA/Φ_(0)(Φ_(0)为磁通量子),均与仿真预测值相吻合;SQUID磁通电压转换系数随着SQUID单元数量的增加而线性上升,而总磁通噪声与SQUID单元数量的平方根成反比;含有16个SQUID单元的串联阵列展现出最优的噪声性能,其总磁通白噪声低至0.34×10^(-6)Φ_(0)·Hz^(-1/2),总电流白噪声低至7.3 pA·Hz^(-1/2),器件电流白噪声低至6.8 pA·Hz^(-1/2),可满足TES的微弱电流读出需求。
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关键词
磁学计量
超导量子干涉器件
超导转变边缘探测器
串联阵列
磁通噪声
电流
噪声
电流灵敏度
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职称材料
宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用(英文)
2
作者
韩思远
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2009年第2期166-180,共15页
从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过。上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导量子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,...
从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过。上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导量子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,和在微波驱动下的相干动力学过程对认为宏观物体的运动在满足一定条件下同样遵循量子力学规律的观点提供了强有力的实验证据。在众多已观察到的宏观量子现象中,宏观共振隧穿结合了能级分立和隧穿这两个最具特征的量子现象。由于宏观共振隧穿的观测无需使用高频电磁波激发,这就避免了实验结果也可以用经典物理解释的可能,所以在一个系统中观测到宏观共振隧穿可以说是展示该系统的量子属性的最有力证据。本文讨论近年来从理论和实验两方面理解耗散和磁通噪声对类似SQUID的双势阱系统宏观共振隧穿率和谱线形状的影响。评述宏观共振隧穿谱的测量在探寻、理解、克服超导磁通量子比特中的退相干机制并最终实现规模化量子计算方面的应用。
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关键词
量子
宏观量子现象
约瑟夫森结
超导量子干涉器件
共振隧穿
耗散
磁通噪声
磁通
量子比特
量子计算
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职称材料
题名
一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列
1
作者
陈晴
徐达
孙永
曹文会
钟青
机构
中国计量科学研究院
出处
《计量学报》
北大核心
2025年第6期788-794,共7页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0706902)
国家自然科学基金(62101522)
中国计量科学研究院基本科研业务费(AKYJJ2205)。
文摘
超导量子干涉器件(SQUID)因其极低的噪声水平、极高的电流灵敏度以及低阻抗特性而成为超导转变边缘探测器(TES)等低温粒子探测器读出的唯一选择。针对TES信号读出应用,研制了基于Nb/Al-AlO_(x)/Nb约瑟夫森结的一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列(SSA)。其中,每个SQUID单元的环路、输入线圈和反馈线圈均采用一阶梯度结构来降低外磁场干扰,SQUID环路与输入线圈采用重叠耦合方式、与反馈线圈采用交叉耦合方式。在液氦环境下进行的测试结果表明,含有2个、8个和16个SQUID单元阵列的输入电流灵敏度与反馈电流灵敏度测试值分别为21.5μA/Φ_(0)与26.3μA/Φ_(0)(Φ_(0)为磁通量子),均与仿真预测值相吻合;SQUID磁通电压转换系数随着SQUID单元数量的增加而线性上升,而总磁通噪声与SQUID单元数量的平方根成反比;含有16个SQUID单元的串联阵列展现出最优的噪声性能,其总磁通白噪声低至0.34×10^(-6)Φ_(0)·Hz^(-1/2),总电流白噪声低至7.3 pA·Hz^(-1/2),器件电流白噪声低至6.8 pA·Hz^(-1/2),可满足TES的微弱电流读出需求。
关键词
磁学计量
超导量子干涉器件
超导转变边缘探测器
串联阵列
磁通噪声
电流
噪声
电流灵敏度
Keywords
electrical metrology
superconducting quantum interference device
transition-edge sensor
series array
flux noise
current noise
current sensitivity
分类号
TB972 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用(英文)
2
作者
韩思远
机构
美国堪萨斯大学物理天文系
出处
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2009年第2期166-180,共15页
基金
supported in part by NSFGrant No.DMR-0325551.
文摘
从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过。上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导量子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,和在微波驱动下的相干动力学过程对认为宏观物体的运动在满足一定条件下同样遵循量子力学规律的观点提供了强有力的实验证据。在众多已观察到的宏观量子现象中,宏观共振隧穿结合了能级分立和隧穿这两个最具特征的量子现象。由于宏观共振隧穿的观测无需使用高频电磁波激发,这就避免了实验结果也可以用经典物理解释的可能,所以在一个系统中观测到宏观共振隧穿可以说是展示该系统的量子属性的最有力证据。本文讨论近年来从理论和实验两方面理解耗散和磁通噪声对类似SQUID的双势阱系统宏观共振隧穿率和谱线形状的影响。评述宏观共振隧穿谱的测量在探寻、理解、克服超导磁通量子比特中的退相干机制并最终实现规模化量子计算方面的应用。
关键词
量子
宏观量子现象
约瑟夫森结
超导量子干涉器件
共振隧穿
耗散
磁通噪声
磁通
量子比特
量子计算
Keywords
quantum
macroscopic quantum phenomena
Josephson junction
SQUID
resonant tunneling
dissipation
flux noise
flux qubit
quantum computing
分类号
O413.1 [理学—理论物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列
陈晴
徐达
孙永
曹文会
钟青
《计量学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用(英文)
韩思远
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2009
0
在线阅读
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职称材料
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