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World File Search System超导
超导性的理论模型简介
超导冷凝物：基本思想是将超导体视为量子系统，其中样品中的所有电子都可以通过同一波函数描述，这与仅一个电子的波函数类似。这种行为称为相干行为。（一个更熟悉的示例是激光，在这种情况下，激光发出的所有光子均以相同的波函数为单位，具有相同的频率，相同的波长和相同的阶段。）为了使设备成为超导，其所有电子的宏观分数就足够了。例如，在较高的温度下，参与超导冷凝水波函数的电子的比例降低，实际上在t = tc时为零。
一个保护自身的超导量子
假定威胁量子计算的噪声过程是局部的，这意味着它们在电路的特定部分（例如个体物理Qubits）上作用。在QEC的“扩展”方法中，量子信息被编码为多个物理量子，这些量子构成了用于实际计算任务的每个逻辑量子。因此，即使一个物理量子被噪声破坏了，逻辑量子携带的信息也不会损坏。在QEC的“异国状态”方法中，每个计算单元是一个单个振荡器，逻辑位由振荡器的两个特殊状态（称为非平凡状态）表示，这些状态可与局部噪声抗衡。外来状态技术采用连续变量的系统，例如电磁模式，这些系统是在自身稳健（被动QEC）的状态下初始化的，或者可以通过不影响逻辑值（Active QEC）的操作来稳定。
超导电路的量子声学
过去 20 年，电路量子电动力学发展迅速，超导量子比特和谐振器用于从根本上控制和研究量子光与物质的相互作用。该领域的发展受到量子信息科学和实现量子计算的前景的强烈影响，但也为不同物理系统和研究领域的结合提供了机会。微波领域的超导电路由于具有强大的非线性和零点涨落，以及设计和制造的灵活性，为与其他量子系统接口提供了一个多功能平台。基于电路量子电动力学的混合量子系统可以通过利用各个组件的优势来实现新功能。本论文涵盖了将超导电路与表面声波 (SAW)（沿固体表面传播的机械波）耦合的实验。可以利用 GaAs 基板的压电特性来实现强耦合，我们的实验利用这一点来研究量子场与物质相互作用的现象。表面声波的一个关键特性是传播速度慢，通常比真空中的光慢五个数量级，并且波长短。这使得在巨型原子领域中，超导电路形式的人造原子比相互作用的 SAW 辐射的波长大，这种情况在其他系统中很难实现。本论文中描述的实验利用这些特性来展示机械模式的电磁感应透明性，以及人造巨原子与 SAW 场之间的非马尔可夫相互作用。当 SAW 场被限制在谐振腔中时，短波长允许多模光谱适合与频率梳相互作用。我们使用多模 SAW 谐振器通过双音光谱方法表征微观两级系统缺陷的集合。最后，我们介绍了一种混合超导-SAW 谐振器，并考虑了其在量子信息处理中的应用。使用该设备进行的实验证明了 SAW 模式的纠缠，并在设计用于连续变量量子计算的簇状态的道路上显示出有希望的结果。
超导量子计算：综述
量子计算机利用量子力学的内在特性，有望有效解决某些传统计算机无法解决的问题 [1,2]。最令人印象深刻的例子是，1994 年 Peter Shor 证明量子计算机可以有效地分解数字 [1]，这对 RSA 加密构成了严重威胁。量子计算机还将对量子模拟产生巨大影响 [3]，并可能彻底改变机器学习领域 [4]。因此，实用的量子计算机的诞生将是一项革命性的成就。过去几年见证了量子计算技术的快速发展 [5–16]。现在我们已经进入了噪声中型量子（NISQ）时代 [17]，人们可以期望控制超过 50 个量子比特的量子系统 [15,16]。量子计算机可以用各种量子系统来实现，例如捕获离子[18，19]、超导量子比特[20，21]、光子[6-10]和硅[22，23]。特别地，超导量子比特已经成为可扩展量子处理器架构的主要候选者之一。1999年，Nakamura等人[24]首次开发了一种用于超导计算的简单量子比特。随后，特别是近年来，超导量子计算发展迅速，量子比特的数量迅速增加，量子比特的质量也在迅速提高。2014年，使用五量子比特超导量子系统实现了高保真度（99.4%）的两量子比特门[25]，这为表面编码方案迈出了重要一步[26]。这一重要里程碑被称为量子
超导电流的门控制
1 Department of Physics, University of Kontanz, Universit € AtsTraße 10, 78464 Konstanz, Germany 2 Nest, Nanoscienze-Cnr Institute Normal School, Piazza San Silvestro 12, 56127 Pisa, Italy 3 MTA-BME SuperConducting Nanoelectronics Momentum Research Group, M € M € M € M € Ugyetem RKP。 3.，1111布达佩斯，匈牙利4物理系，布达佩斯大学技术与经济学，M€uegyetem RKP。 3.，1111 Budapest，匈牙利5物理学系，科学系，许多大学，Al-Geish St.，31527 Tanta，Gharbia，Gharbia，Gharbia，埃及6 Microtechnology and Nanoscience系，Chalmers Technology，41296 g 41296 g欧特伯格，Sweden 7 Cnr cnr cnr cnr cnr cn. Paolo II 132，84084 Fisciano，意大利萨勒诺市8物理学系“ E. R. Caianiello”，萨勒诺研究的大学，通过Giovanni Paolo II 132，84084 Fisciano，salerno，意大利，意大利> > >1 Department of Physics, University of Kontanz, Universit € AtsTraße 10, 78464 Konstanz, Germany 2 Nest, Nanoscienze-Cnr Institute Normal School, Piazza San Silvestro 12, 56127 Pisa, Italy 3 MTA-BME SuperConducting Nanoelectronics Momentum Research Group, M € M € M € M € Ugyetem RKP。3.，1111布达佩斯，匈牙利4物理系，布达佩斯大学技术与经济学，M€uegyetem RKP。3.，1111 Budapest，匈牙利5物理学系，科学系，许多大学，Al-Geish St.，31527 Tanta，Gharbia，Gharbia，Gharbia，埃及6 Microtechnology and Nanoscience系，Chalmers Technology，41296 g 41296 g欧特伯格，Sweden 7 Cnr cnr cnr cnr cnr cn. Paolo II 132，84084 Fisciano，意大利萨勒诺市8物理学系“ E. R. Caianiello”，萨勒诺研究的大学，通过Giovanni Paolo II 132，84084 Fisciano，salerno，意大利，意大利> > >
超导线性滑块的动力学
[23] J.-L. Word-Diaz，J.C。Prada-Prade，E。Diez-Mimenez，I。Valentine-White and Al。，2012年，“无接触式滑块
什么是超导性的BCS理论
bcs理论：探索其在高温超导体中的基本原理和挑战Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论是凝聚态物理学的一个关键概念，为自1957年以来提供了超导性的显微镜解释。这种现象涉及在临界阈值以下的温度下进行电力无电的材料。BCS理论的关键在于库珀对的形成，尽管它们是自然的排斥，但它们是一对电子。在低温下，这种配对是通过声子介导的吸引力在超导体的晶格结构中促进的。基态和首先激发状态之间的能量差距在维持超导性中起着至关重要的作用。BCS理论在各个领域都具有深远的影响，包括使用MRI机，粒子加速器和量子计算的医学成像。它的影响超出了对核物理，天体物理学和中子星研究的超导性，赢得了创作者约翰·巴丁（John Bardeen），莱昂·库珀（Leon Cooper）和罗伯特·施里弗（Robert Schrieffer），1972年诺贝尔物理学奖。然而，BCS理论面临着在1980年代发现的高温超导体的挑战。这些材料在温度下表现出超导性能，远远高于BCS理论的预测，这表明了另一种机制。研究人员正在探索理论，例如BCS-BEC交叉和磁波动，以了解这些现象。非常规超导体由于其不同的对称特性而构成挑战。这导致了新的理论模型的发展，这些模型试图扩展或补充原始的BCS框架。超导性的应用导致了MRI和粒子加速器以外的技术进步，包括材料科学方面的重大发展。bcs理论是理解超导性的基本框架，尽管局限性地解释了高温和非常规的超导性，但仍对其性质和指导技术创新提供了深刻的见解。该理论将超导性描述为由cooper Pairs Pairs Pairs的核物理学引起的微观效应。Bardeen，Cooper和Schrieffer于1957年提出了BCS理论，于1972年在1972年获得了诺贝尔物理学奖。在1950年代中期，超导性的势头取得了进展，从1948年的1948年论文提出的一致性是由于现象学方程而提出的一致性。温度和压力具有显着的关系，温度受压力变化的强烈影响。虽然BCS理论被广泛接受为超导性的基本解释，但人们认为其他因素正在发挥作用，有助于这种现象。这些潜在的机制尚未完全理解，甚至可能在低温下控制某些材料的行为。在极低的温度下，费米表面附近的电子变得不稳定，从而形成了库珀对。在常规超导体中，这种吸引力通常归因于电子 - 武器相互作用。这种现象首先是由库珀观察到的，他证明了结合是在有吸引力的潜力的情况下发生的，无论其强度如何。相比之下，BCS理论仅要求潜在具有吸引力，而无需指定其起源。该框架将超导性解释为库珀对凝结产生的宏观效应，库珀对表现出了一些玻色子性能。在足够低的温度下，这些对可以形成大型的玻色网凝结物。通过使用Bogoliubov变换，尼古拉·博格洛博夫（Nikolay Bogolyubov）也独立地开发了超导性的概念。在许多情况下，通过与振动晶体晶格（Phonons）的相互作用，间接引起配对所需的电子之间的有吸引力的电子相互作用。此过程涉及一个吸引晶格中附近正电荷的电子，导致另一个电子移入较高的正电荷密度区域。随着这些电子的相关性，它们会形成高度集体的冷凝物。打破一对所需的能量与超导体内所有对中的所有对所需的能量密切相关，从而使外力更难破坏配对。这种集体行为对于理解超导性至关重要，因为它使电子能够抵抗外部影响并保持通过超导体的恒定流动。BCS理论从假设电子之间的相互作用的假设开始，这可以克服库仑排斥。高温超导性的行为很复杂，尚未完全理解。虽然这种吸引力通常是间接的，这是由电子晶格耦合引起的，但基本机制对于理解理论的结果并不是至关重要的。实际上，在没有这种相互作用的系统中观察到了库珀对，例如同质磁场下的费米亚的超速气体。bcs理论提供了金属中量子力学多体状态的近似，从而通过有吸引力的相互作用形成了库珀对。在正常状态下，电子独立移动；但是，在BCS状态下，由于吸引力的潜力降低，它们被绑定在一起。形式主义是基于波函数的变异ansatz，后来证明在对的密集极限中是精确的。尽管取得了重大进展，但稀释和致密政权之间的跨界仍然是一个空旷的问题，吸引了超低气体领域的关注。BCS理论的关键方面包括带隙，临界温度和同位素对超导性的影响的证据。测量值，例如临界温度附近的热容量的指数增加支持超导材料中能量带镜的存在。随着温度升高的结合能的降低表明电子与晶格之间的相互作用逐渐减弱。必须通过改变所有其他对的能量来打破一个能量的差距。与普通金属不同，在正常金属中，电子状态可以随着少量的添加能量而变化，当超导性停止时，该能隙在过渡温度下消失。BCS理论提供了表达式，以表明差距在费米水平上以吸引力和单粒子密度的强度生长。它还解释了当材料进入超导状态时状态的密度如何变化，而在费米水平上没有电子状态。在隧道实验和超导体的微波反射中，最直接观察到了这种能隙。BCS理论预测了能量差距对温度的依赖性，包括其在零温度下的通用值。在1950年，两个独立的小组在使用不同的汞同位素时发现了超导性的同位素效应。这一发现很重要，因为它揭示了同位素的选择可能会影响材料的电性能和晶格振动的频率。同位素效应表明，超导性与晶格的振动之间的联系，后来成为BCS理论的关键组成部分。由其中一个组进行的Little -Parks实验提供了早期的迹象，表明库珀配对在超导性中的重要性。通过对二吡啶镁等材料等材料的研究进一步探讨了这一原理，该材料被认为是BCS超导体。BCS理论发展中的关键里程碑包括John Bardeen，Leon Cooper和John Schrieffer的作品，后者发表了有关库珀对中电子超导性显微镜理论和电子结合能的论文。他们的工作为我们理解超导性及其与晶格振动的关系奠定了基础。后来的发现，例如Bednorz和Müller在1986年的发现，揭示了某些材料中高温超导性的潜力。最近，研究继续探索这种现象，并在2011年报告了值得注意的发现。BCS理论是理解超导性的基石，它源于W. A.和Parks R.D.在1962年发表的超导缸中量子周期性的观察。这一理论是由莱昂·库珀（Leon Cooper），约翰·巴丁（John Bardeen）和J.R. Schrieffer在1950年代后期的《绑定电子对的开创性论文and syproscopic理论》中进一步开发的。他们的工作为理解某些材料在比温度以下时如何表现出零电阻的基础奠定了基础。Schrieffer的书《超导性理论》（1964）以及其他文本，例如廷克汉姆（Tinkham）的“超导性概论”和de gennes的“金属和合金的超导性”，提供了对BCS理论的全面解释。该理论已被广泛接受，并且仍然是研究的主题，其应用在包括量子材料和超导体 - 绝缘体跃迁在内的各个领域。对该主题的著名作品的引用包括库珀的“堕落的费米气体中的绑定电子对”，巴尔丁的“超导性显微理论”和“超导性理论”。BCS理论已经进行了广泛的研究，许多研究人员为其发展做出了贡献。体育学提供了超导性的基础知识的介绍，而舞蹈类比为Bob Schrieffer所描述的BCS理论提供了创造性的解释。超导性的研究仍然是一个积极的研究领域，并持续努力理解和应用BCS理论中概述的原则。
超导电路中的量子光学
首先，我们在实验中测量的强光子 - 光子相互作用，如巨型跨kerr效应所示。在这项工作中，在单个光子水平的两个相干领域之间测量了每个光子约20度的条件相移。鉴于这种强烈的相互作用，我们提出并分析了基于跨凯尔效应的级联设置，以检测巡回微波炉光子，这是一个长期的杰出问题，只有最近的实验实现。我们表明，对于很少的级联传输，可以对微波光子进行无损检测。超导量子干扰装置（squid）的片上可调性被利用在下一个呈现的实验工作中创建可调超导谐振器。最后，我们表明，通过将原子放在传输线的末端，可以有效地生成微波光子。我们还提出了一个可以在任意波数据包中生成光子的设置。
搜索超导率扩大
任何化学家都会告诉您，仅仅是因为两个元素在周期表中彼此邻居，这并不意味着它们具有相似的属性。镍和铜是我们的邻居。，但这对是一个奇怪的，因为这两种金属中的电子具有一个相同的特征，称为费米表面，这应该使材料具有相同的电子特性。铜一直是室温超导性的高度追捧的特征 - 某些材料具有零电阻的电动性能的能力 - 因此许多物理学家认为，基于镍的材料可能是下一步最佳的地方。第531页，朱等人。1在压力下，在镍基于周围的高压率的700,000倍的压力下提供了超导性的证据，并且温度比室温低10倍。超导性是在一个世纪前在水星中发现的，该汞几乎被冷却至绝对零2。冷却至相似的温度时，大量金属及其合金显示出超色调。但是，为了使超导性真正有用 - 例如，在较高的温度下，必须在较高的温度下实现低损耗的功率传播。1986年报道了第一个“高温”超导体，该材料后来被确定为La 2-X Ba X Cuo 4（La，Lanthanum; Ba; Ba，ba，barium; cu，cu; o，oxygen; oxygen;