論文の概要: A primary quantum current standard based on the Josephson and the quantum Hall effects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12562v1
- Date: Wed, 17 Jul 2024 13:45:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 17:07:03.126579
- Title: A primary quantum current standard based on the Josephson and the quantum Hall effects
- Title（参考訳）: ジョセフソン効果と量子ホール効果に基づく一次量子電流標準
- Authors: Sophie Djordjevic, Ralf Behr, W. Poirier,
- Abstract要約: アンペアの新しい定義では、1秒あたりの基本的な電荷の流れを1部108ドルの相対的な不確実性で制御できる量子電流標準が要求される。
本稿では,量子標準と超伝導極低温増幅器を組み合わせた新しい量子電流発生器について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The new definition of the ampere calls for a quantum current standard able to deliver a flow of elementary charges per second controlled with a relative uncertainty of one part in $10^8$. Despite many efforts, nanodevices handling electrons one by one have never been able to demonstrate such an accuracy. The alternative route based on applying Ohm's law to the Josephson voltage and quantum Hall standards recently reached the target uncertainty but this was at the expense of the application of error corrections, hampering simplicity and further improvement. As a result, national metrology institutes still lack an operational quantum current standard. Here, we present a new quantum current generator, combining both quantum standards and a superconducting cryogenic amplifier, free of error correction, which provides quantized currents driven by the Josephson microwave signal. We show that it can realize the ampere definition with the target uncertainty over a range extended from mA down to $\mu$A and improve end-user current measurements, which are up to now a hundred times less accurate. Other prospects include measuring large resistances using the new current standard in conjunction with a quantum voltmeter and, by exploiting its low-noise performances, bridging the gap with the lower currents of other quantum current sources.
- Abstract（参考訳）: アンペアの新しい定義では、1秒あたりの基本的な電荷の流れを10^8$の相対的な不確実性で制御できる量子電流標準が要求される。
多くの努力にもかかわらず、電子を一つずつ扱うナノデバイスは、そのような正確さを実証することができなかった。
オムの法則をジョセフソン電圧と量子ホール標準に適用した代替ルートは、最近ターゲットの不確実性に達したが、これは誤り訂正の適用、単純さの妨げ、さらなる改善を犠牲にしていた。
結果として、国立気象学研究所はいまだに運用中の量子電流標準を欠いている。
本稿では,量子標準と超伝導極低温増幅器を組み合わせた新しい量子電流発生器について述べる。
我々は,mAから$\mu$Aまでの範囲でターゲット不確実性を持つアンペアの定義を実現し,100倍の精度でエンドユーザー電流測定を改善することができることを示す。
他の展望としては、新しい電流標準を量子ボルトメータと併用して大きな抵抗を測定することや、その低ノイズ性能を利用して、他の量子電流源の低い電流とのギャップを埋めることが挙げられる。
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