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PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
Classificazione brevettuale
- ELECTRICITY
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
- SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (use of semiconductor devices for measuring G01; details of scanning-probe apparatus, in general G12B21/00; resistors in general H01C; magnets, inductors, transformers H01F; capacitors in general H01G; electrolytic devices H01G9/00; batteries, accumulators H01M; waveguides, resonators or lines of the waveguide type H01P; line connectors, current collectors H01R; stimulated emission devices H01S; electromechanical resonators H03H; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R; electric light sources in general H05B; printed circuits, hybrid circuits, casings or constructional details of electric apparatus, manufacture of assemblages of electrical components H05K; use of semiconductor devices in circuits having a particular application, see the subclass for the application) [C0103]
- WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE (operating at optical frequencies G02B; aerials H01Q; [N: modulating electromagnetic waves in transmission line, waveguide, cavity resonator or radiation field of aerial H03C7/02]; networks comprising lumped impedance elements H03H)
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
Classificazione geografica
- Regione: Campania
Bibliografia
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Parole Chiave
EFFETTI QUANTISTICI MACROSCOPICI, EFFETTO JOSEPHSON, MANIPOLAZIONE DI STATI QUANTISTICI, GIUNZIONI IBRIDE, SUPERCONDUTTORI AD ALTA TEMPERATURA CRITICA, NANOSTRUTTURE, GIUNZIONI PI-GRECO, FENOMENI COERENTI IN STRUTTURE MESOSCOPICHE, QUBITSSistemi Quantistici Macroscopici-Aspetti Fondamentali ed Applicazioni di strutture Josephson Non Convenzionali
Università degli Studi di Napoli "Federico II"Abstract
Questo progetto segue gli enormi progressi registrati sia nella realizazzione dei dispositivi Josephson basati sui composti superconduttori ad lata temperatura critica (HTS) che gli studi di fattibilità sui qubit. Nostro obiettivo principale è potenziare i recenti risultati conseguiti sulla coerenza quantistica in circuiti superconduttivi, combinandoli con le caratteristiche uniche dei HTS.Aspetti particolarmente innovativi sono legati al parametro d’ordine non convenzionale (onda d) dei HTS, che è in grado di dare funzionalità uniche ai circuiti tramite la presenza di giunzioni di tipo pi. I circuiti utilizzano essenzialmente la generazione spontanea di mezzo quanto di flusso in tali sistemi. Lo stato fondamentale risulta doppiamente degenere senza che vi sia bisogno di regolare il campo magnetico esterno. Questo riduce l’accoppiamento del qubit all’ambiente ed in definitiva la dissipazione (da qui la denominazione di qubit “quieto”.
Intendiamo indagare la dinamica di giunzioni Josephson biepitassiali del composto YBaCaO (YBCO)e Interferometri Quantistici Superconduttivi (SQUID) (onda-d) con una serie di misure di caratteristiche corrente-tensione in strutture micrometriche e nanostrutture. Tali studi consentono lo studio di effetti quantistici macroscopici e fenomeni coerenti. L’acquisita capacità di effettuare misure sui livelli energetici quantizzati e sulla coerenza quantistica consente la progettazione più a lungo range di qubits superconduttivi basati >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Antonio Barone Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"Obiettivo del Programma di Ricerca
È convinzione consolidata che le nanotecnologie garantiranno un ulteriore balzo in avanti nell’elettronica e nell’informatica integrate con l’introduzione, nel prossimo futuro, di dispositivi basati sulla coerenza quantistica. In quest’ambito, i dispositivi a stato solido offrono probabilmente le migliori potenzialità di ingenerizzazione ed integrazione su larga scala. La capacità di mantenere coerenza quantistica su scala macroscopica rende i superconduttori candidati ideali per la realizzazione di circuiti quantistici, e le giunzioni Josephson rappresentano sistemi particolarmente versatili in tali prospettive. Queste considerazioni sono incoraggiate da un’intensa attività di ricerca sperimentale e teorica in questi ultimi anni che ha spaziato dall’individuazione dei sistemi coerenti alla misura dei tempi di coerenza, dalla manipolazione degli stati allo sviluppo di sistemi di read-out, a studi sulle fonti di decoerenza e dissipazione.In particolare, questo progetto è orientato a migliorare il controllo della coerenza quantistica in dispositivi micrometrici e sub-micrometrici, fabbricati con superconduttori ad alta temperatura critica (HTS).
Quest’attività si innesta in un filone molto promettente. Infatti da una parte risponde alle proposte a lungo termine che mirano ad isolare il qubit dall’ambiente elettromagnetico riducendo effetti di de-coerenza. In tal senso il parametro d’ordine onda-d dei HTS può avere un ruolo fondamentale, consentendo sia >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Giunzioni a bassa temperatura critica sono state ampiamente indagate negli ultimi anni per prototipi di qubit. Enormi progressi sono stati compiuti sia sulla concezione ed il design del qubit stesso che sulle tecniche di misure [1,2]. Su vari di questi sistemi sono stati misurati effetti di coerenza quantistica con tempi dell’ordine dei micro-secondi. Il complesso dei risultati mostra una comprensione sempre più profonda delle loro potenzialità e dei limiti, e rendono concreta la possibilità di sviluppare gli opportuni sistemi di misura e configurazioni dei dispositivi, facendo sperare in risultati solo qualche anno fa considerati impossibili. I superconduttori ad alta temperatura critica (HTS) sono stati considerati sin dalla loro scoperta di grande interesse applicativo grazie all'alta temperatura di transizione e all'elevato valore della gap di energia. Dal punto di vista della fisica fondamentale, molto ricca ed ancora poco chiara, i superconduttori HTS presentano proprietà "uniche".Il parametro d’ordine onda-d dei superconduttori ad alta temperatura critica (HTS)[3] è stato considerato elemento innovativo per sviluppare nuovi tipi di circuiti quantistici. Esso consente la realizzazione di dispositivi Josephson ad accoppiamento dipendente dall’angolo di disallineamento, incluso il caso di uno sfasamento della fase superconduttiva di pi tra direzioni ortogonali [3,4]. La giunzione pi dà luogo ad uno stato fondamentale doppiamente degenere con >>>



