Opis projektu
Nowatorski standard kwantowy dla natężenia prądu elektrycznego oparty na nadprzewodzących nanoprzewodach
Po schłodzeniu poniżej temperatury krytycznej, nadprzewodzące nanoprzewody o bardzo małym promieniu wykazują zachowania niezgodne z ich naturą – w częściach nanoprzewodów występują fluktuacje energii, które pełnią rolę rezystorów. Zjawisko to nazwane kwantowym przesunięciem fazowym może zostać wykorzystane w roli dynamicznego ekwiwalentu kwantowego wzorca napięcia, który obecnie jest realizowany przez zbiory złącz Josephsona. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu QUANTUM E-LEAPS naukowcy zamierzają wykorzystać to zjawisko kwantowe zachodzące w nadprzewodzących nanoprzewodach, aby opracować standard kwantowy dla natężenia prądu elektrycznego, pozwalający na łatwe i bezproblemowe zastosowanie go w ramach pojedynczego układu.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznaczujnikiczujniki optyczne
- nauki przyrodniczenauki fizyczneelektromagnetyzm i elektronikaurządzenie półprzewodnikowe
- nauki przyrodniczenauki fizyczneelektromagnetyzm i elektronikanadprzewodnik
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
02150 Espoo
Finlandia