超导磁通量子比特低频磁通噪声的测量
在极低温下,我们对基于Nb/AlOx/Nb约瑟夫森结构成的超导磁通量子比特进行了测量,从粒子在双势阱的分布率和磁通的关
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本文是对我这几年在超导量子比特工作的一个汇报。特别是对其中超导磁通量子比特的宏观量子现象的精密测量以及数据理论分析。文章分为四个章节：一、何为约瑟夫森结超导量子器件,进行这项研究的意义何在；二、如何在具体操作中实现对超导量子比特的精密测量,实验器材、流程、测量电路设计、测量环境降噪等的相关介绍；三、对超导磁通量子比特的具体研究,1：宏观共振隧穿现象,2：对其低频磁通噪声的测量分析,第四章介绍由Landau-Zener效应引发的量子干涉现象。首先介绍量子计算的发展概况,从量子计算的起源,基本原理,诱人前景开始谈起,并着重介绍了超导量子比特的基本器件约瑟夫森结的物理原理,最后介绍了三种常见的超导量子比特——相位量子比特,电荷量子比特,磁通量子比特的结构,原理,以及这三种量子比特的测量和操控的实现。其次,在改进测量系统,降低噪音方面,提高测量精度方面,我们先后进行了多项实验研究,改进参数测定方式,改良屏蔽罩,设计制作直流电源供电的低噪...
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以量子计算机和长程量子通信为研究目标的量子信息科学是目前信息科学的研究前沿,在传统计算机遭遇摩尔定律带来的技术瓶颈和物理极限的现状下,量子计算这个新型的计算体系让我们看到了新的希望。能够满足量子计算条件的物理载体中,超导约瑟夫森结系统是最有发展潜力的量子比特系统之一,它基于超导宏观量子相干效应。本论文对超导量子比特的电子束蒸发制备工艺、磁通量子比特电路的结构和参数设计进行深入细致的研究工作。主要的研究内容工作及成果有：1.电子束蒸发制备工艺针对新设计制做的多源电子束蒸发设备系统,进行仪器的操作与调试,整理和归纳了仪器调试和试蒸发数据,确定了蒸发最佳条件,工艺参数的范围,并针对蒸发过程中出现的几个主要的问题：Al材料爬壁溢出问题和坩埚散热不佳问题等,分析了它们发生的原因,并提出了解决办法。2.超导磁通量子比特电路的结构设计阐述了组成超导磁通量子比特电路的核心部件：RF-SQUID.DC-SQUID.偏置电路三个部分的原理。分析了它...
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近年来,量子计算已经成为一个集合理论量子力学、实验量子力学、计算机科学、数学、量子工程学、量子计量学、材料学等为一体的多学科的交叉领域。超导量子比特作为实现量子计算的重要的物理载体,具有易与外界耦合、易集成等优点。本论文研究了用铝材料制备超导磁通量子比特芯片的工艺,分析了芯片的关键器件—铝隧道结的漏电流、电流密度、势垒层厚度等特性参数。同时,测量了超导量子比特中Al/AlOx/Al隧道结、直流-超导量子干涉器(DC-SQUID)的电学特性,对测量中观测到的隧道结的量子特性进行分析并给出了适当的物理解释。本文主要包括以下几个方面：1.提高铝薄膜平整度降低Al/AlOx/Al隧道结漏电比用原子力显微镜(AFM)对不同厚度的铝膜进行了平整度分析,选取较薄的铝膜提高薄膜平整度。通过增加电子束蒸发系统中蒸发源到样品衬底间距离,在相同厚度铝膜下提高了铝膜平整度。隧道结I-V特性测量结果表明,有较高平整度薄膜的隧道结具有较低的漏电比。2. 静...
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得益于电磁负荷之间的解耦,横向磁通电机可以通过减小极距和提高运行频率的方式来获得更高的推力密度。在低速直驱领域,横向磁通电机有着广阔的应用前景。针对横向磁通电机内部空间利用率不足的缺点,该文提出一种双交替极横向磁通直线电机结构,在其初级...
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针对传统汽车工业发展面临的能源危机和环境污染等问题,为满足新能源汽车驱动电机在宽调速范围内高效率运行的需求,对可调磁通电机(variable-flux machine,VFM)系统及其关键技术发展进行综述.首先,介绍了可调磁通电机的应用背景与工作原理;之后,简要分析了各类可调磁通电机(包括交流调磁型、直流调磁型和机械调磁型)的拓扑结构和优缺点,总结了不同种类可调磁通电机的结构特点和设计方法;最后,针对可调磁通...
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在介绍磁通压缩发生器的基本结构的基础上,通过发生器的等效电路模型,对装置的电流放大机理进行了系统的分析,论述了提高输出电流的几个途径。对磁通压缩发生器的历史和发展进...
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