XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search Systemmillikelvin
摘要 - 材料物理中心 - upv/ehu
在2022年期间尤其重要的是通过CFM参与IKUR战略获得了巴斯克政府的支持。除了雇用大量的博士前和博士后研究人员之外，通过Ikur策略计划获得的资金还可以使现有并在CFM上购买新的科学设备，尤其是启动了一个新的实验室，以购买“量子技术材料”的新实验室，以购买能够稀释的冰期冰期旋转式磨砂素的材料。与CFM的低温药物有关的另一个里程碑是建造了氦气回收和液化厂的建造。这是可能的，这是由于主要来自西班牙研究机构和CSIC的资金。我们希望这种新设施将成为CFM低温扫描隧道显微镜活性的重要提升。
毫开尔文解析度环境热成像
热成像技术根据斯特藩-玻尔兹曼定律检测物体的表面温度和地下热活动。如果具有更精细的热灵敏度，即噪声等效温差 (NEDT)，该技术的影响将更为深远。目前推进 NEDT 的努力都集中在使用更好的相机来改善辐射信号的记录，从而使该数字接近路线图的末尾，即 20 到 40 mK。在这项工作中，我们采用了一种独特的方法，使表面辐射对物体微小的温度变化敏感。在金属-绝缘体转变与结构中的光子共振的共同作用下，热成像敏化剂 (TIS) 的发射率在预编程温度下急剧上升。使用 TIS，NEDT 提高了 15 倍以上，可在接近室温的个位数毫开尔文分辨率，使环境热成像能够用于广泛的应用，例如原位电子分析和早期癌症筛查。
金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
![arXiv:2005.09275v1 [quant-ph] 2020 年 5 月 19 日](/simg/0\07b08e3bb3d4d51305b0744e482e6a4c7d2fe367.webp)
arXiv:2005.09275v1 [quant-ph] 2020 年 5 月 19 日
长寿命多模式量子比特寄存器是模块化量子计算架构的一项使能技术。为了与超导量子比特接口，这样的量子存储器应该能够长时间存储单光子级的传入量子微波场，并按需检索它们。在这里，我们使用类似 Hahn 回声的协议，展示了硅中铋供体自旋集合中一串弱微波场的部分吸收、100 毫秒的存储和检索。通过在时钟跃迁时对铋供体施加偏置，可以获得长存储时间。在存储器中，相位相干性和量子统计得以保留。量子存储器作为一种基于物质的巡回量子比特信息存储介质，已被公认为量子技术中的一个重要组成部分，为量子中继器等应用奠定了基础 [ 1 ]。与传统计算中的存储器类似，量子存储器提供的存储时间与处理量子位的数据寿命相比更长，而且密度更高，例如当使用多模存储器来存储大量状态时。这些属性通常对量子计算架构有益，支持高度模块化的方法。受这种可能性的启发，人们开发了光领域的量子存储器，特别是使用稀土离子掺杂晶体，达到了高效率[2]，存储时间在毫秒范围内[3]。适合与超导量子处理器接口的量子存储器必须在微波范围内工作，这需要在稀释制冷机中在毫开尔文温度下工作。具有长存储时间的微波多模量子存储器将成为基于超导量子位的量子计算架构中一个强大且用途广泛的新组件。例如，它可以用于实现运行具有高度内部连接性和内置长期存储器的量子图灵机架构的子处理器[见图 1 （ A ） ] [ 4 ]，有助于克服当今超导量子比特处理器的一些局限性 [ 5 – 7 ]。
用于量子工程的低温电子学
数千到数百万个敏感信号需要通过稀释制冷机的所有温度阶段进行传输，以操作由许多量子位组成的未来大规模量子处理器。导热同轴电缆数量的激增将超出制冷机的冷却能力，对量子核心造成不利影响。将控制电子设备降至低温允许使用现有的超导电缆，减轻低温阶段之间的热传导，并且似乎是实现操作量子位数可扩展性的明确途径。这项博士论文旨在探索在低温下将工业 CMOS 28nm 全耗尽绝缘体上硅 (FD-SOI) 技术用于量子计算应用。我们的第一个目标是将有关低温下 FD-SOI 28nm 晶体管的稀疏现有知识扩展到电路设计的实际方面，然后用于开发紧凑模型。为了加快对具有长达一小时的固有冷却周期的单个器件的表征，我们设计了一个集成电路，该集成电路多路复用了数千个具有不同几何形状和栅极堆栈类型的晶体管，用于低频测量电流-电压特性和从 300 到 0.1K 的配对分析。我们讨论并分析了不同温度下电路设计中重要量的变化趋势，例如跨导、电导和单个晶体管的跨导与漏极电流比。其次，我们探索了半导体量子器件与经典电子器件的低温共积分和全片上集成，旨在实现低至毫开尔文范围的特定测量。我们首先通过设计和表征低功耗跨阻放大器 (TIA) 来关注量子点器件的亚纳安电流测量。高增益放大器成功应用于测量单量子点和双量子点器件的电流，这些器件分别通过引线键合几毫米或片上集成几微米。为了进一步利用集成到同一基板的优势，我们将 GHz 范围的压控振荡器连接到双点的其中一个栅极，以尝试观察完全集成设备中的离散电荷泵。最后，我们提出了一种新的测量方案，利用低温电子学功能作为众所周知的反射测量法的替代方案，解决了单个量子器件栅极电容的测量问题。通过在 200 MHz 范围内集成电压控制电流激励和电压感应放大器，两者都靠近连接到 LC 槽的量子器件，器件电容变化的读出电路变成纯集总元件系统，具有谐振电路的阻抗测量，而没有任何像反射法中那样的波传播。这种方法增加了测量装置的简单性和紧凑性。我们甚至用由晶体管和电容器组成的有源电感器取代了反射法中使用的笨重无源电感器，在相同电感下面积降低了 3 个数量级，从而提供了更好的可扩展性。由此产生的电路成功测量了 4.2K 下纳米晶体管的 aF 电容变化，揭示了栅极电容中随栅极和背栅极电压而变化的振荡量子效应。在这篇论文的最后，给出了一幅与电路架构和设计相关的挑战的图景，最终目标是进入大规模量子处理时代。