論文の概要: An Integrated Deep-Cryogenic Temperature Sensor in CMOS Technology for Quantum Computing Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06838v1
- Date: Tue, 10 Sep 2024 19:43:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-12 16:29:39.506859
- Title: An Integrated Deep-Cryogenic Temperature Sensor in CMOS Technology for Quantum Computing Applications
- Title（参考訳）: 量子コンピューティング応用のためのCMOS技術における集積型深低温温度センサ
- Authors: Fabio Olivieri, Grayson M. Noah, Thomas Swift, M. Fernando Gonzalez-Zalba, John J. L. Morton, Alberto Gomez-Saiz,
- Abstract要約: 超伝導(SC)薄膜の臨界電流の温度依存性に基づいて,CMOS技術におけるサブ1K温度センサを提案する。
回路は1.5uWを放出し、15mK以下の環境温度で動作し、温度分解能は10mK以下である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7852714805965528
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: On-chip thermometry at deep-cryogenic temperatures is vital in quantum computing applications to accurately quantify the effect of increased temperature on qubit performance and to implement real-time thermal management on quantum processors. In this work, we present a sub-1K temperature sensor in CMOS technology based on the temperature dependence of the critical current of a superconducting (SC) thin-film. The sensor is implemented in 22-nm fully depleted silicon on insulator (FDSOI) technology and comprises a 6-nA-resolution current-output digital-to-analog converter (DAC), a transimpedance amplifier (TIA) with a SC thin-film as a gain element, and a voltage comparator. The circuit dissipates 1.5uW and is demonstrated operating at ambient temperatures as low as 15mK, providing a variable temperature resolution reaching sub-10mK.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングアプリケーションでは、量子ビット性能に対する温度上昇の影響を正確に定量化し、量子プロセッサにリアルタイムの熱管理を実装するために、深い極低温でのオンチップ温度測定が不可欠である。
本研究では,超伝導(SC)薄膜の臨界電流の温度依存性に基づいて,CMOS技術におけるサブ1K温度センサを提案する。
センサは、絶縁体(FDSOI)技術上の22nmの完全枯渇シリコンに実装され、6nA解像度の電流出力デジタルアナログコンバータ(DAC)、SC薄膜を利得素子とする超インピーダンス増幅器(TIA)、電圧コンパレータを備える。
回路は1.5uWを放出し、15mK以下の環境温度で動作し、温度分解能は10mK以下である。
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