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低温物理学报 1999年第1期21卷 2-5页

作者：杜寰赵士平王瑞峰徐凤枝王晶陈赓华杨乾声中科院物理研究所凝聚态物理中心

本文用磁控溅射方法研究了全铌隧道结ｄｃＳＱＵＩＤ的制备．根据铌结的ＳｔｅｗａｒｔＭｃＣｕｍｂｅｒ参量βｃ选择确定结的并联电阻，消除了结的回滞，并联电阻后的ＩＶ曲线很好的符合ＲＳＪ模型．为了获得大的磁通电压调制幅度... 详细信息

本文用磁控溅射方法研究了全铌隧道结ｄｃＳＱＵＩＤ的制备．根据铌结的ＳｔｅｗａｒｔＭｃＣｕｍｂｅｒ参量βｃ选择确定结的并联电阻，消除了结的回滞，并联电阻后的ＩＶ曲线很好的符合ＲＳＪ模型．为了获得大的磁通电压调制幅度，设计了较小的ＳＱＵＩＤ环孔，环孔电感为Ｌ～２５ｐＨ．由此制备的ＳＱＵＩＤ具有传输函数（Ｖ／Φｅ）Ｉｂ～１．４ｍＶ／Φ０，其本征能量分辨率达～２４ｈ．

关键词：隧道结半导体结并联电阻 dc squid 传输函数能量分辨率临界电流量子干涉效应

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基于dc squid直接读出磁通锁定环路仿真研究

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低温物理学报 2015年第4期37卷 288-292页

作者：张朝柱温建生于阳刘迈哈尔滨工程大学中国科学院电工研究所北京中核华辉科技发展有限公司

直流超导量子干涉仪(dc squid)结合读出电路可以测量微弱磁场信号,设计合理可用的读出电路是弱磁检测的关键技术之一.在这项研究中,改善了磁通锁定环路(flux-locked loop,简称FLL),进行了基于dc squid直接读出FLL仿真,利用PSPICE可直观... 详细信息

直流超导量子干涉仪(dc squid)结合读出电路可以测量微弱磁场信号,设计合理可用的读出电路是弱磁检测的关键技术之一.在这项研究中,改善了磁通锁定环路(flux-locked loop,简称FLL),进行了基于dc squid直接读出FLL仿真,利用PSPICE可直观地仿真系统的动态特性,通过仿真研究了影响直接读出FLL性能的关键参数,这些参数包括偏置电流、结电容、结电阻和反馈电阻以及反馈回路对系统输出的影响,对于高性能的FLL设计具有很大的参考价值.

关键词： dc squid 直接读出磁通锁定环路系统仿真读出电路

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铌膜微桥组合式dc squid

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低温物理学报 1984年第2期 132-137页

作者：徐凤枝曾佩韦中国科学院物理研究所长春地质学院

本文报道了我们利用平面铌膜微桥与半圆柱面形铌箔互相扣合制成的组合式dcsquid器件。铌桥的临界电流曾利用我们改进过的脉冲处理方法加以调整,使之达到所期望的数值。这种squid的现有磁场灵敏度为1.3×10;G/（Hz）;/2,主要的限制在于... 详细信息

本文报道了我们利用平面铌膜微桥与半圆柱面形铌箔互相扣合制成的组合式dcsquid器件。铌桥的临界电流曾利用我们改进过的脉冲处理方法加以调整,使之达到所期望的数值。这种squid的现有磁场灵敏度为1.3×10;G/（Hz）;/2,主要的限制在于电子线路而不在squid器件。器件的稳定性及寿命相当令人满意,其中一个器件在一年半的时间内经历过60多次的室温—液氦循环,性能未见明显变化。

关键词：微桥圆柱面铌膜二次曲面 dc squid 临界电流电磁场磁场

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可调超导量子比特研究

可调超导量子比特研究

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作者：曹志敏南京大学

学位级别：硕士

量子计算机具有一些经典计算机所不具备的计算优势,而超导量子比特是实现量子计算机的一个很好的方案之一。超导量子比特在低温、低耗散下具有量子化的能级结构,是一种人工的固态量子系统。超导量子比特能够与微电子工艺兼容,其参数可... 详细信息

量子计算机具有一些经典计算机所不具备的计算优势,而超导量子比特是实现量子计算机的一个很好的方案之一。超导量子比特在低温、低耗散下具有量子化的能级结构,是一种人工的固态量子系统。超导量子比特能够与微电子工艺兼容,其参数可以根据需要灵活调整,并且具有可扩展性,这些优点是其他方案很难企及的。近年来,国内外学者对超导量子比特做了很多研究并取得了很多成果,有些小组已经将退相干时间提高到接近毫秒级,大大提高了退相干时间。本文中主要探究了三维传输量子比特(3D transmon),主要包括：我们设计了一套超导量子比特的测量系统,并在10mK的超低温下对传输量子比特做了相关测量表征,例如三维传输子的一维能谱、拉比振荡(Rabi oscillation)能量弛豫时间(energy relaxation time)以及他们随偏置电压的变化;在三维谐振腔中,我们用类直流超导量子干涉仪(dc squid)的结构,实现了跃迁频率可调的传输量子比特,可调量达到2.836 GHz。实验中,我们观察到了能谱免交叉,这一现象来自transmon与其他微观二能级系统的相互耦合;我们用理论模型进行了模拟仿真,计算结果和实验结果符合的很好。

关键词：超导量子比特可调transmon dc squid 能谱免交叉二能级系统

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超导量子器件的制备与理论探讨

超导量子器件的制备与理论探讨

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作者：赵杰南京大学

学位级别：硕士

本论文报告了我们对基于约瑟夫森结的量子比特（rf squid磁通量子比特）的宏观量子现象的研究,包括了使用角度偏置方法进行约瑟夫森结器件的制备,rf squid与超导微波谐振腔的耦合的理论研究。在第一章中,首先介绍了宏观量子现象,约... 详细信息

本论文报告了我们对基于约瑟夫森结的量子比特（rf squid磁通量子比特）的宏观量子现象的研究,包括了使用角度偏置方法进行约瑟夫森结器件的制备,rf squid与超导微波谐振腔的耦合的理论研究。在第一章中,首先介绍了宏观量子现象,约瑟夫森物理的基本知识和由约瑟夫森结构建的几种量子比特,对比了他们工作区域的不同。在第二章中,介绍了基于约瑟夫森结的环路的磁通量子比特,首先是由单结构成的环路的情况,然后是由三结构成的情况,尽管他们的结构相似,工作方式却不一样。我们着重介绍了三结构成的环路的磁通量子比特的工作点选取方法和能级的量子化。在第三章中,具体介绍了超导微波谐振腔的工作原理。微波是在传输线中传播的,因此我首先介绍了传输线的理论,而后介绍了将传输线转化为谐振腔的方法,最后将谐振腔中的电磁场量子化。在第四章中,介绍了超导量子器件样品的制备方法。我们首先对器件制作中使用的平面工艺做了简要的介绍,然后具体介绍了基于角度蒸发方法制备约瑟夫森结样品制备方法和超导微波谐振腔的制备方法,并给出了这些器件的初步测量结果。对于squid样品,我们主要测量了样品的I-V曲线,对于谐振腔样品,我们主要测量了样品的穿透系数并与模拟结果进行对比。在第五章中,介绍了一个磁通比特与单个微波谐振腔耦合的理论,分析了这样的系统的能级结构,阐明了其工作方式。然后我们对这样的系统进行了发展,理论分析了一个磁通量子比特同时与两个超导谐振腔耦合的系统,并且对系统的直接可测量量——穿透系数进行了理论分析。从这里的理论分析中,我们可以看到其作为量子开关的潜力,并且可以通过这个性质实现两个谐振腔的量子纠缠。在第六章中,总结了本论文并对未来的工作进行了展望。

关键词：宏观量子现象超导量子比特磁通量子比特 rf squid dc squid 约瑟夫森结 circuit QED 谐振腔量子计算

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MCG磁通锁定环路设计及信号分离方法研究

MCG磁通锁定环路设计及信号分离方法研究

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作者：温建生哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

基于直流超导量子干涉仪(dc squid)的心磁检测技术是弱磁检测技术的关键应用,由于该技术具有非接触性,心磁图(Magnetocardiogram, MCG)与心电图(Eletrocardiogram, ECG)相比,不仅仅能体现体表电流的变化,更多的是反映心脏深部的电现象,... 详细信息

基于直流超导量子干涉仪(dc squid)的心磁检测技术是弱磁检测技术的关键应用,由于该技术具有非接触性,心磁图(Magnetocardiogram, MCG)与心电图(Eletrocardiogram, ECG)相比,不仅仅能体现体表电流的变化,更多的是反映心脏深部的电现象,使得测量的心磁图能更加真实的反应心脏电活动的本质,为医学工作者诊断患者病情提供更加真实可靠的数据。磁通锁定环路和心磁信号分离是心磁检测系统中关键的部分,本文主要完成了这两个部分的研究。本文基于传统的磁通振荡锁定环路,提出了改善的直接读出磁通锁定环路。本文从电路工作原理出发,在PSPICE仿真软件平台上,搭建了直接读出磁通锁定仿真模型,验证了直接读出磁通锁定环路具有很高的可行性,仿真结果表明该直接读出磁通锁定环路能够检测到外磁通的变化量。基于电路仿真结果,设计了直接读出磁通锁定环路的硬件电路和PCB板,将squid模拟器与直接读出磁通锁定环路进行联合测试。测试结果表明,直接读出磁通锁定环路能够及时有效的检测到外界磁通的变化量,电路的输出波形能够反映外界磁通的波形特征。同时还测量了整个电路的输入与输出的环路延迟,根据磁通锁定环路的3dB带宽和环路延迟的关系式,经多次测量与计算,该电路的3dB带宽能够达到54.1KHz。在完成硬件电路设计与测试的基础上,论文的第二部分工作就是对心磁信号的分离方法研究工作。利用磁通锁定环路测量的MCG信号,观测的MCG中含有工频干扰和肌磁干扰,所以还需要对观测的MCG信号进行分离处理。论文心磁数据来源于日本东京电机大学提供的心磁数据,为了除去心磁数据中的噪声干扰,得到人体更加真实的心磁数据,结合盲源分离(Blind Source Separation, BSS)算法基本思想,首次尝试EFICA算法应用于心磁信号的分离工作,通过与JADE算法和FastICA算法对比分析,在模拟实验和真实数据分离实验中,我们发现EFICA算法分离出的心磁信号波形特征更加明显,即EFICA算法分离出MCG信号含有更多人体心脏健康状态信息,同时对噪声干扰抑制能力更加出色。根据合作单位提出的项目指标和应用要求,论文完成了直接读出磁通锁定环路设计和心磁信号分离工作,为下一阶段的项目实施提供了重要的实验数据和测量结果,在硬件和软件上都为心磁检测系统项目的完成和实际应用的要求奠定了重要的基础。

关键词：心磁图 dc squid 直接读出磁通锁定环路电路仿真 BSS EFICA

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