超導電路,科學技術。是構建強大量子計算機候選方案。
基本介紹
- 中文名:超導電路
- 性質:科學技術
超導電路,科學技術。是構建強大量子計算機候選方案。
超導電路,科學技術。是構建強大量子計算機候選方案。發展歷史2023年5月媒體報導,瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)科學家在最新一期《自然》雜誌上刊發論文稱,他們首次證明,相距30米的兩個超導電路通過了這一量子領域的關鍵測...
超導邏輯電路即用超導器件完成的邏輯電路,超導計算機是其最重要的套用領域之一。1965年起,美國IBM公司開始探索在數字電路中採用的約瑟夫遜結。七十年代以來,特別是近幾年,採用約瑟夫遜結的超導計算機研究工作,有了很大發展,已進入了大規模集成階段。最早用於數字電路的超導器件是1965年Buok提出的冷子管,它的原理是...
《一種超導放大電路》是電子科技大學於2021年3月4日申請的專利,該專利公布號為CN112994635A,專利公布日為2021年6月18日,發明人是彭析竹、張良、趙瑞揚、周正柯。專利摘要 本發明涉及一種超導放大電路,屬於超導積體電路領域。本發明的超導放大電路包括約瑟夫森傳輸線(josephson transmission line—JTL)陣列,作為...
《超導電路中的非線性量子反饋控制網路及套用研究》是依託清華大學,由張靖擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 量子反饋控制網路是近幾年量子控制領域中的一個新興研究方向,在光學系統,已得到重要的套用。與基於光學方案的線性量子反饋控制網路不同,本課題旨在基於固態超導電路設計量子反饋控制網路,利用固態量子相干...
《超導SFQ數字電路異步定時及其在精簡體系中的套用》是依託杭州電子科技大學,由官伯然擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 超導SFQ數字電路及其在計算機系統中的套用是超導電子技術、計算機技術、以及電磁場與微波技術的新興交叉研究領域。項目計畫根據超導LSI工藝和JJ SQUID特性,集中研究超導SFQ大規模數字積體電路的異步定時...
《基於超導電路QED系統的多穩態開放系統量子模擬》是依託福州大學,由楊貞標擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 為了有效地控制量子系統,一種做法是把量子系統與環境隔絕並控制它的相干特性;另一種做法是設計系統與環境耦合的驅動耗散機制,把耗散作為有用的資源並加以利用,近年來引起了廣泛研究興趣。對於驅動...
《基於超導電路量子電動力學系統的非線性測量研究》是依託華南理工大學,由崔巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 有效地測量與反饋量子系統是量子技術走向實用化的本質問題之一。超導電路量子電動力學系統不僅具有非線性的測量放大等性質,更是實行量子反饋控制的良好載體。對於電路量子電動力學系統目前已有外置...
這表明超導體具有完全抗磁性。為了解釋超導體的理想導電性(零電阻現象)和完全抗磁性這兩個基本特性,1935年德國物理學家F.W.倫敦指出,超導性是一種巨觀體系的量子效應,並基於超導性與液氦4He的超流動性的相似性而將其統稱為超流體,建立了超導唯象方程即倫敦方程。它指出磁場被排斥到厚度為λ 的倫敦穿透深度的...
超導態指某些物質在一定溫度和磁場條件下(一般為較低溫度和較小磁場)電阻降為零,同時表現出完全抗磁性的狀態。超導態具有一系列臨界參量,如臨界溫度T、臨界磁場H、臨界電流密度j等。必須同時低於三個臨界參量,超導態才能維持住,一旦材料的物理量超越臨界參量,超導態被破壞,變回不超導的正常態,此時恢復為有電...
《超導量子電路中量子態的測量和控制》是依託清華大學,由劉玉璽擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 本項目擬主要研究超導量子電路中量子態的測量和控制。我們將以射頻信號偏置的約瑟夫森分岔(Bifurcation)放大器(非線性系統),非線性納米機械共振器,和射頻超導量子干涉器件與超導量子比特的相互作用為研究對象。分析...
在運算放大器,連續域模擬集成VLSI子電路和離散域模擬集成VLSI子電路的分析中取得成功。揭示了這種器件和電路的低功耗,超高頻等優異性能,為進一步的研製和發展提供了理論基礎。本課題研究結果共發表論文十篇,在電子學報已發表三篇,待發表二篇;第五屆國際超導電子學學術會議上三篇;全國超導電性會議上一篇和全國...
《超導量子電路中單量子態的相干操控和測量》是依託南京大學,由於海峰擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 基於約瑟夫森結的超導量子電路既可以作為量子比特來開展量子計算的研究,又可以作為固態人工原子在晶片上實現原子物理和量子光學等實驗的基礎研究。這些研究中,單量子態的相干操控和測量是兩個基本課題。在本項目中...
在邏輯功能方面,已採用超導器件製成與門、或門、非門。超導邏輯電路具有功率低、開關延遲時間小等優點。在超導環路中接入SQUID,利用環路捕獲的磁通的量子化特性,可以製成隨機存儲器。這種存儲器的特點是,不進行讀出或寫入時器件內部功耗為零,而且是“永久性”的存儲,運轉速度極高(見超導性的微波套用)。
《電路QED系統中多能級超導人工原子的量子態操縱和測量》是依託中國科學技術大學,由袁浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。中文摘要 電路量子電動力學系統(QED)是最具競爭力的量子信息處理候選方案之一。在電路QED系統中二能級超導人工原子通常被用來作為量子信息的載體(量子比特)。由於超導人工原子可以被調製成具有...
低功耗。超導電路可認為是無功耗的,但實際上功耗是存在的。通常它比相同作用的半導體電路的功耗低兩個數量級。超導FPA的研究內容,除敏感元之外還包括前放(可選SQUD)、A/ D轉換和信息處理等電路。總的來看,超導電路的功耗要比半導體電路低1~ 2個數量級。超導線路尺寸極小。從亞微米和納米結構研究報導看,微米...
這是由於通過的電流在超導體表面將產生磁場,當電流較大,使得表面磁場超過超導臨界磁場時,超導體即轉變為正常導體。此Jc即稱為超導體的臨界電流,它是破壞超導態的最小電流。若同時還有外磁場時,則臨界電流將降低;而且臨界電流的大小與物質種類和溫度有關。在集成電路中採用超導體來製作電極連線應該是比較理想的,...
超導磁懸浮列車 利用超導材料的抗磁性,將超導材料放在一塊永久磁體的上方,由於磁體的磁力線不能穿過超導體,磁體和超導體之間會產生排斥力,使超導體懸浮在磁體上方.利用這種磁懸浮效應可以製作高速超導磁懸浮列車.超導計算機 高速計算機要求集成電路晶片上的元件和連線線密集排列,但密集排列的電路在工作時會發生大量的熱...
超導環電路相位變化的大小與通過環路包圍面積的磁通Φ成正比,並且在疊加點的總Josephson電流隨著Φ而作周期性變化,這就是超導電流的巨觀量子干涉效應。該效應證實了Cooper電子對的干涉和衍射效應。超導量子干涉效應(Superconductor Quantum Effect ):利用超導量子干涉效應來工作的器件稱為超導量子干涉器件(Super-conduct ...
以約瑟夫森效應為基礎製成了超導開關器件和超導存儲器這兩種計算機中最基本的器件。這兩種器件又稱約瑟夫森器件。器件特點 這種器件具有如下特點:①開關速度快。目前已達幾微微秒,比高速矽集成電路快幾百倍。②功耗非常小。僅為矽積體電路的幾百分之一。有人預測,過去需要10千瓦功率的大中型計算機,如用約瑟夫森...
《超導電子技術及其套用》系統介紹了超導電子技術基本原理和理論基礎,深入闡述了超導電子技術套用的各個方面,並對常見超導器件及其與半導體器件的混合套用進行了介紹。全書共分十章,包括超導的基本特徵、超導現象的巨觀及微觀解釋、約瑟夫森效應、超導約瑟夫森結陣列振盪器、超導RSFQ數字電路的基本原理、超導RSFQ約瑟夫森結...
超導體的電阻為絕對的零,即電阻完全消失。超導體完全進入超導狀態之後,會將外磁場完全排出體外,即相當抗磁體積達到最大為100%,抗磁磁化率為-1。超導體的完全抗磁性由德國科學家邁斯納發現,又稱之為邁斯納效應。人類最初發現超導體是在1911年,由荷蘭萊頓大學的科學家海克·卡末林·昂內斯(Heike Kamerlingh On...
《電路量子電動力學系統中的單量子態探測和操縱》是依託西南交通大學,由韋聯福擔任項目負責人的重大研究計畫。項目摘要 以超導電路量子電動力學的測試系統為物理平台,以微弱微波信號測試和超導電子學測量為主要實驗手段,研究在毫開級低溫情況下人工約瑟夫森原子與量子化微波光場相互作用導致的各種新奇物理效應,如量子...
已實用的超導薄膜分為低溫和高溫兩類。低溫超導薄膜是製造電子器件的主要薄膜材料。與高溫超導薄膜相比,其均勻性、一致性以及隧道結製備和集成電路工藝方面具有優勢;在液氦溫區由於熱噪聲低,故低溫超導薄膜製成的電子器件靈敏度高,是高溫超導薄膜器件所不及。低溫超導薄膜又分為低熔點超導薄膜,如Pb、In、Sn、Al等...
可控超導儲能是一種對超導線圈通以直流電流從而將能量存儲線上圈的磁場中的儲能技術。由於可控超導儲能(SMES)裝置可以直接向電網吸收和釋放能量,具有高效、無污染和安全可靠的特點,因此人們已改變僅僅將其用於調節電力系統日負荷曲線的初衷,更加熱衷於將其用於提高電力系統的穩定性、可靠性以及用戶電能質量,超導儲能裝置被...
3)超導變壓器 常規變壓器有許多缺點,如負載損耗高、重量和尺寸大、過負載能力低、沒有限流能力、油污染及壽命短等。在美國,變壓器的總裝機容量約為總發電量的3-4倍,其電力系統的網損約為總發電量的7.34%,其中25%為變壓器損失。相比較而言,超導變壓器體積小、重量輕、電壓轉換能量效率高、火災環境事故機率低...
由超導迴路和約瑟夫森結構成的器件。它是超導電子學件的重要基元。主要有兩大類型:直流和射頻SQUID。前者在超導迴路中插入兩個約瑟夫森結構成。其最大超導電流隨迴路所包圍的磁通作周期性變化,周期為磁通量子,φ0=2.07 x 10-15 Wb。這種現象的物理本質是超導體系的波函式的干涉效應。因此它直接表現了這種巨觀體系...
一個導體的電阻R不僅取決於導體的性質,它還與工作點的溫度有關。對於有些金屬、合金和化合物,當溫度降到某一臨界溫度T°C時,電阻率會突然減小到無法測量,這就是超導電現象。導體的電阻與溫度有關。一般來說,金屬導體的電阻會隨溫度升高而增大,如電燈泡中鎢絲的電阻。半導體的電阻與溫度的關係很大,溫度稍有...
在量子模擬領域,2018 年實現 10 超導量子比特多體局域化模擬(Physical Review Letters, 一作,高被引論文);2020 年利用 16 個超導量子比特實現動力學相變的量子模擬(Science Advances,一作)。在量子門方面,2022年首次在超導電路系統中實現非阿貝爾幾何相位的受控非門(Optica,一作)。2018 年博士畢業後,入職...