JP2022537808A - 超伝導量子コンピューティング・デバイス用のオンチップ温度計 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、「L」は対象の超伝導共振器のインダクタンスを表すことができ、または「C」は対象の超伝導共振器のキャパシタンスを表すことができ、あるいはその両方とすることができる。
LT0=L+Lk(0) (3)
LT=L+Lk(T) (5)
ここで、「T」は、対象の超伝導共振器の動作温度(たとえば、1つまたは複数の量子コンピューティング・デバイスの動作中に超伝導共振器が到達した温度)を表すことができ、または「Lk(T)」は、動作温度で対象の超伝導共振器が経験するカイネティック・インダクタンスを表すことができ、あるいはその両方とすることができる。
はプランク定数を表すことができ、「Terr」は(たとえば、動作周波数の測定を容易にするために)1つまたは複数の超伝導共振器に印加されるマイクロ波信号に起因する量子エネルギー変動に基づく温度測定誤差の上限を表すことができ、または「Tc」は超伝導材料の臨界温度(たとえば、材料が超伝導体になる温度)を表すことができ、あるいはそれらの組合せとすることができる。また、温度はケルビンの単位で表すことができる。
Claims (22)
- 超伝導デバイスの温度を測定するためのシステムであって、
超伝導共振器が示す周波数ファクタに基づいて前記超伝導共振器の温度を特定する温度コンポーネント
を備える、システム。 - 前記周波数ファクタは、温度の変化に伴うカイネティック・インダクタンスの変化に起因して前記超伝導共振器が示す周波数シフトを含む、請求項1に記載のシステム。
- コンピュータ実行可能コンポーネントを記憶するメモリと、
前記メモリに動作可能に結合され、前記メモリに記憶された前記コンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサと、
をさらに備え、前記温度コンポーネントは、前記コンピュータ実行可能コンポーネント内に含まれる、請求項1に記載のシステム。 - 前記超伝導共振器は、誘電体基板上に配置された超伝導伝送線路であり、前記超伝導共振器は、
純粋な第一種金属(pure type-I metal)、純粋な第二種金属(pure type-II metal)、および高熱伝導性誘電体
を含むグループから選択される少なくとも1つの部材を含む、請求項1ないし3のいずれかに記載のシステム。 - 前記超伝導伝送線路は、マイクロストリップ伝送線路およびコプレーナ導波路伝送線路を含む第2のグループから選択される、請求項4に記載のシステム。
- 基準温度で前記超伝導共振器が示す推定周波数を決定するために、前記超伝導共振器の動作をシミュレートするシミュレーション・コンポーネント
をさらに備え、前記超伝導共振器のカイネティック・インダクタンスは、前記基準温度において既知である、請求項1ないし5のいずれかに記載のシステム。 - 前記超伝導共振器が示す動作周波数を測定する測定コンポーネント
をさらに備え、前記周波数シフトは、前記推定周波数および前記動作周波数の関数である、請求項6に記載のシステム。 - 前記周波数ファクタは、基準温度で前記超伝導共振器が経験する推定周波数と、前記超伝導共振器の動作周波数とを含む、請求項1に記載のシステム。
- コンピュータ実行可能コンポーネントを記憶するメモリと、
前記メモリに動作可能に結合され、前記メモリに記憶された前記コンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサと、
をさらに備え、前記温度コンポーネントは、前記コンピュータ実行可能コンポーネント内に含まれ、前記超伝導共振器は、誘電体基板上に配置された超伝導伝送線路である、請求項8に記載のシステム。 - 前記基準温度での前記推定周波数を決定するために、完全電気導体モデルを使用して前記超伝導共振器の動作をシミュレートするシミュレーション・コンポーネントと、
前記超伝導共振器が示す前記動作周波数を測定する測定コンポーネントと、
をさらに備える、請求項8または9に記載のシステム。 - 前記動作周波数の測定中に前記超伝導共振器に印加されるマイクロ波信号に起因する量子エネルギー変動に基づく温度測定誤差の限度を決定する温度推定コンポーネント
をさらに備える、請求項10に記載のシステム。 - 超伝導デバイスの温度を測定するためのコンピュータ実装方法であって、
プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、超伝導共振器が示す周波数ファクタに基づいて前記超伝導共振器の温度を特定すること
を含む、コンピュータ実装方法。 - 前記周波数ファクタは、温度の変化に伴うカイネティック・インダクタンスの変化に起因して前記超伝導共振器が示す周波数シフトを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記超伝導共振器は、超伝導デバイスの超伝導伝送線路である、請求項13に記載のコンピュータ実装方法。
- 前記システムによって、基準温度で前記超伝導共振器が示す推定周波数を決定するために、前記超伝導共振器の動作をシミュレートすることであって、前記超伝導共振器のカイネティック・インダクタンスは、前記基準温度において既知である、前記シミュレートすることと、
前記システムによって、前記超伝導共振器が示す動作周波数を測定することであって、前記周波数シフトは、前記推定周波数および前記動作周波数の間の遷移である、前記測定することと、
をさらに含む、請求項13または14に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記システムによって、前記動作周波数を測定するために前記超伝導共振器に印加されるマイクロ波信号に起因する量子エネルギー変動に基づく温度測定誤差の限度を決定すること
をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記周波数ファクタは、
基準温度で前記超伝導共振器が経験する推定周波数と、前記超伝導共振器の動作周波数と、
を含む、請求項12に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記超伝導共振器は、誘電体基板上に配置された超伝導伝送線路である、請求項17に記載のコンピュータ実装方法。
- 前記システムによって、前記基準温度での前記推定周波数を決定するために、完全電気導体モデルを使用して前記超伝導共振器の動作をシミュレートすることと、
前記システムによって、前記超伝導共振器が示す前記動作周波数を測定することと、
をさらに含む、請求項17または18に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記システムによって、前記動作周波数を測定するために前記超伝導共振器に印加されるマイクロ波信号に起因する量子エネルギー変動に基づく温度測定誤差の限度を決定すること
をさらに含む、請求項19に記載のコンピュータ実装方法。 - 超伝導デバイスの温度を測定するためのコンピュータ・プログラム製品であって、
処理回路によって読み取り可能であり、請求項12ないし20のいずれかに記載の方法を実施するために前記処理回路によって実行される命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体
を含む、コンピュータ・プログラム製品。 - コンピュータ可読媒体に記憶され、デジタル・コンピュータの内部メモリにロード可能なコンピュータ・プログラムであって、前記プログラムをコンピュータ上で動作させた場合に、請求項12ないし20のいずれかに記載の方法を実施するためのソフトウェア・コード部分を含む、コンピュータ・プログラム。
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