一种约瑟夫森结阵量子器件、电压计量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种约瑟夫森结阵量子器件及电压计量系统，其中，该约瑟夫森结阵量子器件包括：多条串联的约瑟夫森结支路，每一条所述约瑟夫森结支路包括：多个串联的约瑟夫森结，所述多个串联的约瑟夫森结之间接入预设数量的均衡引线，每一条约瑟夫森结支路包含的约瑟夫森结数量以及均衡引线的数量均相同。本实用新型专利技术通过在约瑟夫森结阵的各条约瑟夫森结支路均引入相同的均衡引线以及设置相同数量的约瑟夫森结，使得微波在约瑟夫森结阵的各条约瑟夫森结支路更加均衡的传输，实现了微波功率的均匀分配，从而使得约瑟夫森结阵的量子电压台阶的位置和宽度都达到了比较优化的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种约瑟夫森结阵量子器件、电压计量系统


[0001]本技术涉及计量
，具体涉及一种约瑟夫森结阵量子器件、电压计量系统。

技术介绍

[0002]电压计量是基本物理量的一个重要计量领域。电压计量所用的方法是基于约瑟夫森量子电压台阶的方法。约瑟夫森结阵是一种电子电路，一个约瑟夫森结所产生的电压台阶在微伏量级，一般意义上的电压需要在伏的量级，因此需要几万个约瑟夫森结串联输出几伏的电压。为了满足人们生活中对更多电压值的需求，一般需要将其分为8个或者16个分支，并且将这些分支上的约瑟夫森结阵串联在一起才能实现较高电压和微波的均匀传输。
[0003]如果需要实现更精细的电压值，相关技术中通常将其中的1个或2个分支再细分为成8段。由于微波总输入功率是不变的，每条引线都会导致一定的微波功率流向地端，导致微波功率会流向细分段多的分支，分段少的分支得到的功率少，导致微波功率分配不均衡，且对应的电压台阶宽度也会变小，甚至观测不到。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中将约瑟夫森结阵中的1个或2个分支进行细分导致各段得到的功率不均衡、电压台阶较小甚至观测不到的缺陷，从而提供一种约瑟夫森结阵量子器件、电压计量系统。
[0005]根据第一方面，本技术实施例公开了一种约瑟夫森结阵量子器件，包括：多条串联的约瑟夫森结支路，每一条所述约瑟夫森结支路包括：多个串联的约瑟夫森结，所述多个串联的约瑟夫森结之间接入预设数量的均衡引线，每一条约瑟夫森结支路包含的约瑟夫森结数量以及均衡引线的数量均相同。
[0006]可选地，所述约瑟夫森结包括：两个超导体以及设置在两个超导体之间的非导电层。
[0007]可选地，所述多个串联的约瑟夫森结之间接入的均衡引线的数量为3个。
[0008]可选地，所述多条约瑟夫森结支路中的至少2条约瑟夫森结支路中相邻均衡引线划分出的有效约瑟夫森结段的有效约瑟夫森结的数量呈预设倍数关系，所述有效约瑟夫森结为参与电压计量的约瑟夫森结。
[0009]可选地，所述预设倍数为3倍。
[0010]可选地，所述均衡引线连接直流电流源，用于驱动对应的约瑟夫森结。
[0011]根据第二方面，本技术实施例还公开了一种电压计量系统，包括：如第一方面或第一方面任一实施方式所述的约瑟夫森结阵量子器件，用于产生多个阶梯电压；微波振荡器，与所述约瑟夫森结阵量子器件连接，用于为所述约瑟夫森结阵量子器件提供微波束；数字电压表，与所述约瑟夫森结阵量子器件连接，用于显示阶梯电压。
[0012]可选地，所述电压计量系统还包括：上位机，用于显示所述多个阶梯电压。
[0013]本技术技术方案，具有如下优点：
[0014]1.本技术提供的约瑟夫森结阵量子器件，包括：多条串联的约瑟夫森结支路，每一条约瑟夫森结支路包括：多个串联的约瑟夫森结，多个串联的约瑟夫森结之间接入预设数量的均衡引线，每一条约瑟夫森结支路包含的约瑟夫森结数量以及均衡引线的数量均相同。本技术通过在约瑟夫森结阵的各条约瑟夫森结支路均引入相同的均衡引线以及设置相同数量的约瑟夫森结，使得微波在约瑟夫森结阵的各条约瑟夫森结支路更加均衡的传输，实现了微波功率的均匀分配，从而使得约瑟夫森结阵的量子电压台阶的位置和宽度都达到了比较优化的效果。
[0015]2.本技术提供的电压计量系统，包括：约瑟夫森结阵量子器件，用于产生多个阶梯电压；微波振荡器，与约瑟夫森结阵量子器件连接，用于为约瑟夫森结阵量子器件提供微波束；数字电压表，与约瑟夫森结阵量子器件连接，用于显示阶梯电压。本技术通过将微波振荡器传输到分布均衡的约瑟夫森结阵量子器件中，实现了微波功率的均匀分配，使得得到的阶梯电压比较均匀。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术实施例中约瑟夫森结阵量子器件的一个具体示例图；
[0018]图2为本技术实施例中电压计量系统的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0022]此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0023]本技术实施例公开了一种约瑟夫森结阵量子器件，如图1所示，包括：
[0024]多条串联的约瑟夫森结支路10，每一条约瑟夫森结支路10包括：多个串联的约瑟夫森结11，多个串联的约瑟夫森结11之间接入预设数量的均衡引线12，每一条约瑟夫森结支路10包含的约瑟夫森结11数量以及均衡引线12的数量均相同。
[0025]示例性地，如图1所示，多条约瑟夫森结支路10通过导线13串联在一起，构成串联回路。每一条约瑟夫森结支路10包括：多个串联的约瑟夫森结11，且每一条约瑟夫森结支路10包含的约瑟夫森结11的数量是相同的。该约瑟夫森结11包括：两个超导体以及设置在两个超导体之间非常薄的非导电层。
[0026]该约瑟夫森结11的数量可以为9200个，本技术实施例对该约瑟夫森结的数量不作具体限定，本领域技术人员可以根据具体的电压计量需求确定。如图1所示，约瑟夫森结包括有效约瑟夫森结110(图1中的“X”)和无效约瑟夫森结111(图1中的“O”)，有效约瑟夫森结110和无效约瑟夫森结111的数量和为每条约瑟夫森结支路10的约瑟夫森结的总和。其中，有效约瑟夫森结110指的是参与电压计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种约瑟夫森结阵量子器件，其特征在于，包括：多条串联的约瑟夫森结支路，每一条所述约瑟夫森结支路包括：多个串联的约瑟夫森结，所述多个串联的约瑟夫森结之间接入预设数量的均衡引线，每一条约瑟夫森结支路包含的约瑟夫森结数量以及均衡引线的数量均相同。2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结阵量子器件，其特征在于，所述约瑟夫森结包括：两个超导体以及设置在两个超导体之间的非导电层。3.根据权利要求1所述的约瑟夫森结阵量子器件，其特征在于，所述多个串联的约瑟夫森结之间接入的均衡引线的数量为3个。4.根据权利要求1所述的约瑟夫森结阵量子器件，其特征在于，所述多条约瑟夫森结支路中的至少2条约瑟夫森结支路中相邻均衡引线划分出的有效约瑟夫森结段的有效约瑟夫森结的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文会，李劲劲，钟源，钟青，王雪深，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：新型
国别省市：