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/2407.12562v2
- Date: Wed, 05 Feb 2025 10:35:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-06 14:23:49.884038
- 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、基本電荷のフローを10〜8ドルという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,量子回路における量子標準と超伝導低温増幅器を組み合わせた新しいプログラム可能な量子電流発生器を提案する。
完全な量子計測により、生成した電流の精度をマイクロアンペア範囲で量子化値$pm(n/p)ef_mathrmJ$で示し、相対的不確かさは10～8$未満である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The new definition of the ampere calls for a quantum current standard able to deliver a flow of elementary charges, $e$, controlled with a relative uncertainty of $10^{-8}$. Despite many efforts, nanodevices handling electrons one by one have never demonstrated such an accuracy for a net flow. The alternative route based on applying Ohm's law to the Josephson voltage and quantum Hall standards recently reached the target uncertainty in the milliampere range, but this was at the expense of the application of error corrections. Here, we present a new programmable quantum current generator, which combines both quantum standards and a superconducting cryogenic amplifier in a quantum electrical circuit enabling the current scaling without errors. Thanks to a full quantum instrumentation, we demonstrate the accuracy of the generated currents, in the microampere range, at quantized values, $\pm(n/p)ef_\mathrm{J}$, with relative uncertainties less than $10^{-8}$, where $n$ and $p$ are integer control parameters and $f_\mathrm{J}$ is the Josephson frequency. This experiment sets the basis of a universal quantum realization of the electrical units, for example able of improving high-value resistance measurements and bridging the gap with other quantum current sources.
- Abstract（参考訳）: アンペアの新しい定義は、基本電荷のフローを$e$で供給し、相対的不確実性は10^{-8}$で制御できる量子電流標準を要求する。
多くの努力にもかかわらず、電子を一つずつ扱うナノデバイスは、そのような精度をネットフローで証明したことはない。
オムの法則をジョセフソン電圧と量子ホール標準に適用した代替ルートは、最近ミリアンペア範囲の目標不確実性に達したが、これは誤り訂正の適用に費やされた。
本稿では,量子標準と超伝導低温増幅器を組み合わせた新しいプログラム可能な量子電流発生器を提案する。
完全な量子インスツルメンテーションにより、生成された電流の精度をマイクロアンペア範囲で、量子化された値で、$\pm(n/p)ef_\mathrm{J}$、相対不確かさが10^{-8}$、$n$と$p$が整数制御パラメータ、$f_\mathrm{J}$がジョセフソン周波数で示す。
この実験は、電気単位の普遍的な量子化の基礎を設定し、例えば、高値抵抗の測定を改善し、他の量子電流源とのギャップを埋めることができる。
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