Descripción del proyecto
Sólido estándar cuántico para la corriente eléctrica basado en nanohilos superconductores
Cuando se enfrían por debajo de su temperatura crítica, los nanohilos superconductores con unos radios extremadamente pequeños muestran un comportamiento contrario a su naturaleza. Algunas partes del nanohilo presentan fluctuaciones de energía que resisten la corriente de manera instantánea. Este fenómeno, conocido como deslizamiento de fase cuántica, podría utilizarse como el estándar cuántico dinámico equivalente a la tensión eléctrica, que hoy en día se produce mediante conjuntos de uniones Josephson. El proyecto QUANTUM E-LEAPS, financiado con fondos europeos, explotará este fenómeno cuántico que se genera en los nanohilos superconductores para buscar una forma de elaborar un estándar cuántico universal, sólido y fácil de usar para la corriente eléctrica en un único chip.
Objetivo
We will exploit new macroscopic quantum phenomena realised in superconducting nanowires made from 2D superconductors to trigger a paradigm change in electrical metrology. Our overall objective is to develop a robust and easy-to-use universal electrical quantum standard on a single chip by utilizing the duality of superconductive physics, which will allow direct traceability to the SI with no recourse to long calibration chains. Our main specific objective is to demonstrate a proof-of-concept quantum current standard using coherent quantum phase slips in superconducting nanowires (SNW). This effect is quantum-mechanically dual to the Josephson effect (which can be realised in the same superconductors) but yields quantised current reference rather than voltage. The exact duality suggests that the new current standard can be operated with the same user-friendly infrastructure and reach similar robustness and accuracy as the Josephson voltage standard. Such science-to-technology breakthrough can bring quantum-enabled accuracy directly to the end users. The combination of current and voltage standards - duals of each other - will enable all electrical quantum standards on a single chip.
Previous tentative experiments with SNW electronics encountered two general problems: sensitivity to the electromagnetic (EM) environment and SNW fabrication irreproducibility. We will solve these problems by unprecedented control of SNW. In particular, we will demonstrate gate-tuneable quantum phase slips in SNWs based on 2D superconductors and develop a tuneable EM environment for SNWs by using complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology. These objectives will also lay foundations for future dual superconducting electronics, where SNW becomes a standard circuit element like Josephson junction is in conventional superconducting electronics.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
02150 Espoo
Finlandia