摘要 本文通过使用 DJIB 比较最佳可用阻抗标准,全面描述了频率高达 80 kHz 的双约瑟夫森阻抗桥 (DJIB),这些标准 (a) 可直接追溯到量子霍尔效应,(b) 用作国际阻抗比较的一部分,或 (c) 被认为具有可计算的频率依赖性。该系统的核心是双约瑟夫森任意波形合成器 (JAWS) 源,它在高精度阻抗测量中提供了前所未有的灵活性。JAWS 源允许单个桥在复平面上比较具有任意比率和相位角的阻抗。不确定度预算表明,传统 METAS 桥和 DJIB 在千赫范围内具有可比的不确定度。这表明 DJIB 的优势,包括允许比较任意阻抗的灵活性、宽频率范围和自动平衡程序,可以在不影响测量不确定度的情况下获得。这些结果表明,这种类型的仪器可以大大简化各种阻抗尺度的实现和维护。此外,DJIB 是一种非常灵敏的工具,可用于研究阻抗构造中以及频率大于 10 kHz 的 JAWS 源提供的电压中可能出现的频率相关系统误差。
尽管燃料电池技术最近取得了进展,但在实现高功率密度运行以满足严格的性能、耐用性和成本目标方面仍然存在重大挑战。这是因为缺乏对氧气、质子、热量和水的相互作用传输的基本了解。在这项研究中,我们采用实验和分析方法来研究使用 Toray 和 Freudenberg 扩散介质的水凝结,这两种介质具有不同的热和扩散特性。Toray 在干燥条件下表现更好,而 Freudenberg 在潮湿条件下表现更好。使用原位极限电流获得的干湿有效扩散率支持性能结果。中子图像显示,对于 Toray 材料,液态水存在于整个扩散介质层中,但对于 Freudenberg,液态水仅存在于陆地下,使通道下的区域保持开放以进行氧气传输。为了进一步了解这一基本机制,我们开发了一个 1-D 模型来模拟燃料电池性能。此外,我们发现水凝结行为受热导率和曲折度与孔隙度之比的乘积控制。该研究结果为改善材料设计和提高各种燃料电池运行条件下的能量转换效率提供了新的见解。
“PII 是机构保存的有关个人的任何信息,包括 (1) 可用于区分或追踪个人身份的任何信息,例如姓名、社会安全号码、出生日期和地点、母亲的娘家姓或生物特征记录;以及 (2) 任何其他与个人相关或可链接到个人的信息,例如医疗、教育、财务和就业信息。”
单层外延石墨烯 (EG) 已被证明具有非常有利的特性,可继续推进量化霍尔电阻 (QHR) 标准 [1- 3]。由于基于 EG 的 QHR 器件会因大气分子掺杂剂的吸附而发生不可预测的载流子密度 (ne) 随时间漂移,因此了解如何在环境条件下稳定 ne 至关重要。这样的改进使这些设备易于使用,并延长其商业使用寿命。在电阻计量中,需要在易接近的磁通密度(B 场)下将 n e 控制在 1 × 10 11 cm -2 和 3 × 10 11 cm -2 之间的窄范围,以产生 R H = h /2 e 2 的电阻平台。尽管早期在控制 EG 器件中的 n e 方面的努力取得了一系列成功 [4-6],但要找到一种完全可逆的方法,同时仍保持 EG 的计量实用性,却非常困难。这项研究提出了一种解决方案,即 EG 器件即使在空气中长期储存也能保持恒定的低 n e 值。这种稳定性是通过使用三羰基铬 - Cr(CO) 3 对 EG 进行功能化来实现的。根据这些低而稳定的 n e 值,描述了一种可重复的 n e 调整过程(通过退火)[7],使最终用户更容易调整器件。
美国国家标准与技术研究所信息技术实验室先进网络技术部,100 Bureau Dr.,盖瑟斯堡,马里兰州 20899 lijun.ma@nist.gov 摘要 我们推出了 NIST 量子网络创新平台 (PQNI),这是 NIST 园区内的一个新测试平台,旨在加速将量子系统集成到受控科学环境中的真实主动网络中。该测试平台将用于评估量子尺度设备和组件,如单光子源、探测器、存储器和各种量子网络协议和配置中的接口,以实现性能、优化、同步、损耗补偿、纠错、与传统网络流量的兼容性(通常称为共存)、操作连续性等。 关键词:量子通信;量子网络;现场测试平台 1. 简介 量子通信在近几十年来引起了人们的广泛关注,并且日益受到关注,现已成为一个非常活跃的研究领域。量子通信起源于 20 世纪 70 年代,当时 Stephen Wiesner 提出了使用量子态对信息进行安全编码以传输“量子货币”的想法。在最初遭到质疑之后,这个想法最终于 1983 年发表[1]。一年后,Charles Bennett 和 Gilles Brassard 提出了第一个量子密钥分发 (QKD) 协议,称为 BB84[2]。此后,许多新的 QKD 协议相继被提出,例如简化的 B92 [3]、纠缠光
a 美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学机械与航空航天工程系 b 瑞典斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院生产工程系 c 美国马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所工程实验室 d 意大利那不勒斯费德里科二世大学化学、材料与工业生产工程系 传感器的不断进步导致从生产线获取的各种物理性质的数据量不断增加。由于与机器和流程相关的丰富信息都嵌入在这些“大数据”中,因此如何有效、高效地发现大数据中的模式以提高生产力和经济性既是挑战也是机遇。本文讨论了数据科学的基本要素和有前景的解决方案,这些要素和解决方案对于处理大量、快速、多样和低准确性的数据至关重要,有助于在未来的智能工厂中创造附加值。关键词:数字化制造系统、信息、学习
a 美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学机械与航空航天工程系 b 瑞典斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院生产工程系 c 美国马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所工程实验室 d 意大利那不勒斯费德里科二世大学化学、材料与工业生产工程系 传感器的不断进步导致从生产线获取的各种物理性质的数据量不断增加。由于与机器和流程相关的丰富信息都嵌入在这些“大数据”中,因此如何有效、高效地发现大数据中的模式以提高生产力和经济性既是挑战也是机遇。本文讨论了数据科学的基本要素和有前景的解决方案,这些要素和解决方案对于处理大量、快速、多样和低准确性的数据至关重要,有助于在未来的智能工厂中创造附加值。关键词:数字化制造系统、信息、学习
外延石墨烯 (EG) 器件中的量子效应使得量子霍尔效应 (QHE) 电阻在 R H = R K / 2 = h /2 e 2 处达到稳定的水平,其中 R H 是霍尔电阻,R K 是冯·克利青常数 [1]–[3]。通过使用串联和并联连接作为构建块,我们可以构建量子霍尔阵列电阻标准 (QHARS),以提供多个量化电阻值 [4]–[9]。然而,基于多个量化霍尔电阻 (QHR) 器件的电阻网络通常会受到接触和互连处累积电阻的影响。在本文中,我们表明,通常在四个端子处测量以获得高精度的量化电阻也可以在应用超导分裂接触时通过消除不需要的电阻在两个端子处测量。虽然 QHE 器件的多串联 (MS) 互连已经得到了广泛的研究
约瑟夫森效应彻底改变了电压计量学 [ 1 – 5 ],它与用于测量电阻的量子霍尔效应以及用于测量时间和频率的原子钟一起,使得基于量子效应的测量标准成为可能。量子标准 7 产生的值本质上是准确的,因此可以使用可比较的设备、系统和测量技术在任何位置进行可重复的精密测量 8。量子标准本质上不同于非量子的“人工”标准 10,后者的值取决于环境条件。量子标准 11 的成功促使国际社会重新定义国际单位制,并 12 重新定义如何通过基本常数分配测量不确定度。[ 6 – 8 ] 在本章中,我将讨论直流和交流量子电压 14 标准的特性和特点、电压标准系统的设备、电路和仪器 15 的最新技术,以及它们目前如何应用于电压和 16 温度计量学。自始至终,我将指出如何采用适当的测量技术来最大限度地减少系统误差并实现接近量子精度的测量。
如今,计算和通信已嵌入到灯泡和厨房水龙头等普通产品中。这些功能据说是物联网 (IoT) 的产物。物联网带来了新的机遇,但也带来了可信度方面的新挑战 [1]。计算、架构和验证方面的变革是应对这些挑战的必然选择,尤其是如果未来三年内将有 200 亿到 500 亿台新物联网设备的预测成真的话。物联网需要什么才能获得信任?物联网将为计算行业和消费者带来哪些新机遇?为了更好地理解这一点,让我们来看看几个关键问题。首先,物联网有许多定义;然而,没有一个健全、普遍接受和可操作的定义。这是一个问题——太多不同的意见混淆了概念,使人们更难理解网络信任和物联网,因为它创造了相互竞争的网络信任观点。更糟糕的是,“物联网”是否包括任何可以贴上“智能”标签的名词,如“智能玩具”、“智能房屋”或“智能城市”?可扩展性和异质性是网络信任问题。可扩展性会产生复杂性,而复杂性无法轻易验证信任。异质性会导致“事物”与其他“事物”连接和互操作出现问题,尤其是当它们来自不同且往往相互竞争的供应商时。异质性是一个理想的经济目标,因为
