Descrizione del progetto
Collaudato standard quantistico per la corrente elettrica basato su nanofili superconduttori
Quando vengono raffreddati al di sotto della loro temperatura critica, i nanofili superconduttori a raggi estremamente piccoli, mostrano un comportamento contrario alla loro natura. Porzioni di nanofilo mostrano fluttuazioni di energia che resistono istantaneamente alla corrente. Noto come «transizione di fase quantistica», questo fenomeno potrebbe essere utilizzato come standard quantistico dinamico equivalente per la tensione, che oggi è realizzato da serie di giunzioni Josephson. Il progetto QUANTUM E-LEAPS, finanziato dall’UE, sfrutterà questo fenomeno quantistico che si verifica nei nanofili superconduttori per sviluppare un MODO PER REALIZZARE uno standard quantistico universale solido e facile da usare per la corrente elettrica su un singolo chip.
Obiettivo
We will exploit new macroscopic quantum phenomena realised in superconducting nanowires made from 2D superconductors to trigger a paradigm change in electrical metrology. Our overall objective is to develop a robust and easy-to-use universal electrical quantum standard on a single chip by utilizing the duality of superconductive physics, which will allow direct traceability to the SI with no recourse to long calibration chains. Our main specific objective is to demonstrate a proof-of-concept quantum current standard using coherent quantum phase slips in superconducting nanowires (SNW). This effect is quantum-mechanically dual to the Josephson effect (which can be realised in the same superconductors) but yields quantised current reference rather than voltage. The exact duality suggests that the new current standard can be operated with the same user-friendly infrastructure and reach similar robustness and accuracy as the Josephson voltage standard. Such science-to-technology breakthrough can bring quantum-enabled accuracy directly to the end users. The combination of current and voltage standards - duals of each other - will enable all electrical quantum standards on a single chip.
Previous tentative experiments with SNW electronics encountered two general problems: sensitivity to the electromagnetic (EM) environment and SNW fabrication irreproducibility. We will solve these problems by unprecedented control of SNW. In particular, we will demonstrate gate-tuneable quantum phase slips in SNWs based on 2D superconductors and develop a tuneable EM environment for SNWs by using complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology. These objectives will also lay foundations for future dual superconducting electronics, where SNW becomes a standard circuit element like Josephson junction is in conventional superconducting electronics.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
02150 Espoo
Finlandia