Сквіди як сенсори енергії, Метрологія та квантова обробка інформації - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Чутливість надпровідної петлі СКВІДів до зміни енергії озволяє використовувати їх у якості датчиків енергії [11]. Передача енергії надпровідному абсорберу петлі (рис.64) призводить до зміни його температури, як наслідок змінюється Лондонівська глибина проникнення та відповідно індуктивність петлі. Це призводить до зміни напруги вихідного сигналу.

Рис.3.2

Якщо використати опис міни глибини проникнення за Лондонівською двох-рідинною моделлю, то:

Температурні шуми у аналогових СКВІДах постійного струму призводять до обмеження чутливості та визначаються шумами напруги та струмів шунтуючих переходи Джозефсона резисторів.

Чисельне та аналітичне обчислення показують обмеження чутливості по енергії спектральною щільністю шуму SЦ:

Де n - мінімальна зміна енергії, що реєструється (по входу СКВІДа);

Т - температура.

Із останньої формули випливає оптимальний режим, при котрому повинен працювати сенсори енергії: детектор повинен знаходитись поблизу, але небагато нижче температури надпровідного переходу абсорбера (рис.3.2), тоді як СКВІД повинен залишатись завжди у надпровідному стані; для такого режиму шуми Ніквіста (Niquist noise) можуть бути знехтувані.

При низьких температурах (KВT? ђщp) останній вираз не справджується; бо за принципом невизначеності: еN ? ђ/2. Експериментально СКВІДи показують граничну чутливість близько 2 . 107Ф0/vГц, часто обмежену шумами підсилювачів, що працюють при кімнатних температурах.

Метрологія та квантова обробка інформації

Квантова обробка інформації може стати великим проривом у інформаційних технологіях.

    * Схема реалізації електронних комірок пам?яті на одній магнітній частинці (рис. 3.3.1). * Зчитування інформації здійснюється СКВІДами малих розмірів(? нм). * Запис інформації та контроль проводяться з допомогою надпровідних

Петель та контактів Джозефсона.

схематичний приклад з&;#63;єднаних комірок пам&;#63;яті, що онтролюються

Рис.3.3. Схематичний приклад з?єднаних комірок пам?яті, що онтролюються. Магнітні частинки (або кластери, жовт.) розміщені у вигляді одномірної гратки і сполучені магнітно з надпровідними петлями мікро-СКВІДів (на малюнку позначені червоним). З?єднуюча схема (позначена синім) містить перемикачі Джозефсона (зелені).

Для прикладу: NPL СКВІД мікронних розмірів. Цей квантовий пристрій може зчитувати один електронний спін (прототип обробки інформації на квантовому рівні)[12].

Похожие статьи




Сквіди як сенсори енергії, Метрологія та квантова обробка інформації - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Предыдущая | Следующая