Progress in superconducting qubits from the perspective of coherence and readout

Superconducting qubits are Josephson junction-based circuits that exhibit macroscopic quantum behavior and can be manipulated as artificial atoms.Benefiting from the well-developed technology of microfabrication and microwave engineering,superconducting qubits have great advantages in design flexibility,controllability,and scalability.Over the past decade,there has been rapid progress in the field,which greatly improved our understanding of qubit decoherence and circuit optimization.The single-qubit coherence time has been steadily raised to the order of 10 to 100μs,allowing for the demonstration of high-fidelity gate operations and measurement-based feedback control.Here we review recent progress in the coherence and readout of superconducting qubits.     

FeTe合金结构分析及其薄膜制备

利用固态反应法制备了名义成分为FeTe的合金, 采用X射线粉末衍射技术和Rietveld全谱拟合分析方法测定了其相组成和晶体结构. 研究表明,主相为Fe_1.08Te,空间群为P4/nmm,点阵参数 a = 3.8214(3) Å, c = 6.2875(3) Å, Z = 2, Fe原子占据2a和2c晶位, Te原子占据2c晶位. 利用脉冲激光沉积技术制备的FeTe薄膜超导转变起始温度为13.2 K,零电阻温度为9.8 K. 关键词： FeTe Rietveld结构精修 超导薄膜     

回转圆筒内颗粒流速度场的实验研究

基于适用于稠相的粒子图像测速技术对二维回转圆筒内颗粒的流动模式和时均速度分布进行了研究.不同工况下料床的径向对称线、30%径向线和70%径向线上颗粒横向速度分量的分布具有相似性,该速度分布可由柱塞流区的指数型方程和活性层的切变流动方程相结合的形式来准确描述.低速下表面线上速度横向分布是对称的且峰值在中线处,随转速提高峰值逐渐向料床下部移动.表面层内颗粒温度的值远高于柱塞流区内的,其最大值存在于表面层底部颗粒剧烈碰撞的区域.     

高温超导永磁体在交变电磁场中的响应

本文测试了４．２Ｋ－７７．３Ｋ温区高温超导永磁体在不同频率的低幅值交变场作用上表面中心钉扎场的变化，并基于所建立感应电路模型，从宏观的角度出发对其变化的趋势以及产生的原因等问题进行了初步的探讨。     

银基Bi系2223相带材临界电流比对循环测试（RRT）的实验结果和分析

在国家超导中心主持下，国内六个实验室成功的开展了银基Ｂｉ系２２２３相带材临界电流循环比对测试实验。有２４个样品在各实验室间进行了并联循环测试，４个样品进行了串联循环测试。在零磁场，液氮温度和１μＶ／ｃｍ判据下，样品临界电流Ｉｃ测量的最大变化系数小于２．５％。液氮温度是影响ＩＣ测但值     

利用电泳技术在不锈钢和铁基底上制备MgB2带材

本文首次报道了利用电泳技术在铁和不锈钢基底上制备MgB2超导带材.电阻测量表明,沉积在铁和不锈钢基底上MgB2带材的超导零电阻转变温度分别为37.5K和31K,超导转变宽度分别为0.3K和1K.磁测量表明,(5K,OT)时不锈钢基底上带材的临界电流密度为6×105(A/cm2).X射线衍射谱和扫描电子显微镜图象表明样品结晶良好,晶粒生长致密.本工艺制备MgB2带材时不受系统真空度的限制,生长迅速,成本低廉,并且可以根据不同的需要任意选择基底的形状和大小.     

超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4/超高分子量聚乙烯复合材料的输运性质

采用热压法获得了具有不同混合比例的超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4/超高分子量聚乙烯导电复合材料,并利用x射线衍射、扫描电子显微镜和标准四引线方法对复合材料的结构和低温电输运性质进行测量.实验结果显示,超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4颗粒随机分布在聚合物本体中,相互间没有连接构成网络结构.在正常态下,复合材料的电阻-温度变化曲线给出类半导体行为.但对应于超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4的超导转变温度Tc处,复合材料的电阻-温度变化曲线出现了极小值.室温下电阻率ρ随外加电场强度E的变化曲线测量结果表明,ρ-E曲线为一线形关系,随着电场强度E增加,电阻率ρ下降.文中对可能存在的导电机制进行分析,结果表明隧道贯穿模型可以很好地解释复合材料的导电机制.另外,外加电场强度E对复合材料的电输运特性有明显的影响.     

BEPC Ⅱ氦低温系统的初步设计

低温超导技术将应用于第二代北京正负电子对撞机(BEPC Ⅱ).文中所设计的大型氦低温系统将为第二代北京正负电子对撞机的三个磁体:超导螺线管磁体、插入四极铁磁体和高频超导腔磁体提供4.5K下800W的冷量和60.0L/h的液氦产量.由于每个用户都有其特定的工作要求,该系统为每个用户配置一个控制杜瓦,以满足磁体的工作要求.     

Ф3英寸双面超导薄膜Jc均匀性测量

临界电流密度Jc是评价超导薄膜质量的重要参数之一，采用Jc测量装置可以准确、快速、无损检测Ф2～3英寸双面膜的Jc均匀性。该装置是利用高温超导薄膜的超导转变对线圈内感应电压产生的变化这一原理，测量线圈由初级和次级组成，所用信号频率为20kHz，次级信号在同样频率下由锁相放大器检测，测量过程全部由计算机控制，对于超导微波滤波器应用所要求的高质量Ф2～3英寸双面超导薄膜材料，必须具有高的Jc和低的Rs值，采用该装置测量超导薄膜的Jc均匀性，与Rs对应关系进行分析，将有助于超导薄膜的质量控制。     

电力安全与超导磁储能系统

随着我国大规模电力系统的逐步形成,电网的安全稳定问题日渐突出,保证电力系统的安全稳定运行已经成为电网发展和运行的重要任务.超导磁储能系统以其对系统功率需求的快速响应特性可以为提高电力系统的稳定性提供新的技术途径,同时对改善电能质量、提高可靠性也有很好的技术优势.本文在简要论证电力安全的重要性的基础上,对SMES提高系统的安全稳定性的优越性进行了分析,并介绍了国家863计划项目"高温超导磁储能系统"的工作进展.