测试结构的手动布局和特性自动化软件的生成需要大量的工程资源。因此,在高水平上定义结构布局、位置和所需计量,从而实现掩模布局和计量代码的自动生成,这一能力极具吸引力。最早的工艺控制出版物之一涉及从几何参数自动生成测试结构布局 [1],同时还关注测量数据的自动分析 [2]。该主题中的大多数出版物都发表于千禧年之前 [1-8],但测试结构布局的自动化继续引起人们的兴趣 [9-13]。近年来,由于相对低成本工具的出现,直接写入光学能力的使用率有所提高 [14]。这种系统在非生产环境中特别适用于快速原型制作,部分原因是无需考虑掩模成本,而且周期时间更短。与使用光掩模所必须的保守方法相比,消除这些限制为技术人员提供了更大的自由度和灵活性 [15]。可以快速实施短循环运行来研究/优化工艺步骤,而无需包括使用光掩模技术开发测试芯片时通常需要的一套全面的测试结构。这为改进技术的快速开发和原型设计开辟了真正的可能性,因为更改设计只需要修改数字文件。然而,要充分利用这一机会,电子设计自动化 (EDA) 软件还有待进一步改进,包括布局
硅量子器件中的自旋是大规模量子计算的有希望的候选对象。基于门的自旋量子比特传感提供了具有高保真度的紧凑且可扩展的读出,但是,需要进一步提高灵敏度以满足保真度阈值和实现纠错协议中的快速反馈所需的测量时间尺度。在这里,我们将 622 MHz 的射频门控传感与在 500 – 800 MHz 频段工作的约瑟夫森参数放大器相结合,以减少读取纳米线晶体管中形成的硅双量子点状态所需的积分时间。根据我们实现的信噪比,我们估计平均保真度为 99.7% 的单重态-三重态单次读出可以在 1 μ s 内完成,远低于容错读出的要求,比不使用约瑟夫森参数放大器快 30 倍。此外,约瑟夫森参数放大器允许在较低的射频功率下运行,同时保持相同的信噪比。我们确定噪声温度为 200 mK,其中约瑟夫森参量放大器(25%)、低温放大器(25%)和谐振器(50%)的贡献,显示出进一步提高读出速度的途径。
自发参量下转换 (SPDC) 几十年来一直是探索量子现象及其应用的关键技术。例如,传统的 SPDC 将高能泵浦光子分裂成两个低能光子,是产生纠缠光子对的常用方法。自 SPDC 早期实现以来,研究人员一直想将其推广到更高阶,例如产生纠缠光子三重态。然而,通过单个 SPDC 过程直接生成光子三重态仍然难以实现。在这里,我们使用通量泵浦超导参量腔展示了直接三光子 SPDC,光子三重态在单腔模式下生成或在多个模式之间分裂。在强泵浦下,状态可以非常明亮,通量密度超过每秒每赫兹 60 个光子。观察到的状态是强非高斯的,这对潜在应用具有重要意义。在单模情况下,我们观察到正交电压的三角星形分布,这表明了长期预测的“星态”。观测到的状态表现出强的三阶关联,这与立方哈密顿量产生的状态预期一致。通过以多种模式的和频进行泵浦,我们观察到多种模式之间存在强的三体关联,令人惊讶的是,在没有二阶关联的情况下也是如此。我们进一步分析了辛对称群模式变换下的三阶关联,表明观察到的变换性质可以“指纹化”产生它们的特定立方哈密顿量。观测到的非高斯三阶关联代表了量子光学领域向前迈出的重要一步,可能对微波场的量子通信以及连续变量量子计算产生重大影响。
∗ 普林斯顿大学运筹学与金融工程系 † 电子邮件:sghadimi@princeton.edu。‡ 电子邮件:raymondp@princeton.edu。§ 电子邮件:powell@princeton.edu
此处,我呈现了我的论文最终报告,题为“下一代飞机先进螺旋桨的参数化建模与优化”。本报告是在攻读代尔夫特理工大学航空航天工程学院飞行性能与推进系理学硕士学位期间撰写的。去年,我致力于撰写一篇令我引以为豪的论文。这是艰难而紧张但收获颇丰的一年,标志着我在代尔夫特理工大学的时光的结束,我之所以离开,是因为我觉得之前的教育对我的挑战不够。好吧,可以肯定地说,我在航空航天工程学院得到了我想要的东西。这是紧张、充满挑战但又令人惊叹的五年,在这五年里,我有幸从鼓舞人心的老师和其他人那里学习。首先,我要感谢 Tomas 和 Salvatore,他们指导我完成了一个艰难的论文项目。他们对我非常耐心,总是愿意帮助或提供建议艰难的时刻。我要感谢委员会的其他成员,他们让我能够毕业。当然,还有我的父母、Evelien 和 Jelle;你们真是太棒了。
基于三波混合的参数放大器是电磁信号处理的基本过程[1],无论是在光学和微波频域中。最近,随着量子信息科学的出现,三波混合为单个光子水平[2,3]的测量提供了一个基本的构建块,在此至关重要的是,非线性混合过程纯粹是消除的。一类重要的参数放大器利用三波混合来通过向下转换较高的频率泵场的转换来扩大传入的信号场。放大过程涉及在角频率下传入的泵photon!p以频率分为传出的信号和怠速光子!s和!i,在哪里进行。p¼!sÞ!i。自非线性光学元件早期以来,就已经知道了经典级别的三波混合过程原则上是可逆的和相位敏感的。在三波混合的情况下,这是最容易看到的,这是通过制作不耗尽的泵近似,从而导致信号和惰轮的线性两端口散射矩阵。通常仅在信号端口的输入中运行非排定副标,从而导致相位呈现相位的放大器,并带有功率增益,G 0。However the S matrix has two eigenvectors corresponding to inputs on both signal and idler port, with reciprocal eigenvalues given approximately by 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , 1 = 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , the former corresponding to coherent amplifica- tion of signal and idler with power gain 4 G 0 , and the latter to coherent attenuation (CA).在CA中,信号和惰轮都用正确的相对相施加,并且它们连贯地组合到泵频率,从而导致功率衰减1 = 4 g 0;这是相干扩增的时间转换过程。直到最近,还没有几乎无损的微波放大器,可以通过此简单的矩阵来很好地建模。但是,我们在这里使用的约瑟夫森参数转换器(JPC)几乎是无损的,并且性能限制了量子[5,6]。连贯的衰减和扩增
