Во многих типах метрологического и радио-коммуникационного оборудования используются устройства, называемые синтезаторами сигналов. И, чем стабильней генерируемый ими сигнал, чем ближе его реальная форма к идеальной, тем более точные измерения можно производить с его помощью или передавать-принимать большее количество информации. Однако, чем более большое качество работы обеспечивает синтезатор частот, тем более сложной является его схема, реализованная на традиционных электронных компонентах. Плюс к этому, такие синтезаторы требуют постоянной калибровки и рекалибровки с целью компенсации влияния температурных изменений.

Но недавно исследователи из американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), совместно с учеными из Колорадского университета в Боулдере, создали первый в своем роде квантовый синтезатор частот, генерирующий сигнал, мощностью выше -30 dBm, характеристики которого максимально очень и очень близки к идеальным.

Созданный исследователями программируемый квантовый синтезатор способен генерировать сигнал микроволнового диапазона. Точность формы сигнала составляет 22 мВ RMS на частоте 1.005 ГГц. Такая точность на целых 25 процентов превышает точность наилучших из существующих синтезаторов частот. Сам синтезатор представляет собой интегральную схему, размером 10 на 10 миллиметров, которая охлаждается до температуры в 4 Кельвина и на которой находится 4500 переходов Джозефсона. Все эти переходы соединены в схему генератора RF-JAWS (RF Josephson arbitrary waveform synthesizer), который подключен к четырем устройствам-диплексерам, состоящим из нескольких сверхпроводящих элементов.

Проведенные измерения показали, что созданный синтезатор да счет использования квантовых явлений способен генерировать сигнал практически идеальной формы с заданной амплитудой и частотой. А данная работа была выполнена в рамках курируемой NIST программы, целью которой является широкое внедрение квантовых технологий в различное оборудование и создание новых соответствующих стандартов.

Ключевые слова:
Квантовый, Эффект, Технология, Синтезатор, Частота, Форма, Переход, Джозефсона

Первоисточник

Другие новости по теме:

Материалы по теме:

Создан самый маленький и самый эффективный акустический усилитель

Ученые из Национальной лаборатории Сандиа (Sandia National Laboratories) создали то, что можно назвать самым маленьким и самым эффективным акустическим усилителем в мире. В основе ...

Летающий микрочип — самый маленький летательный аппарат, созданный людьми на сегодняшний день

Инженеры и ученые из Северо-Западного университета Northwestern University снабдили микрочипы совершенно новой для них способностью - способностью самостоятельно летать в воздухе. Конструкция таких летающих ...

Компании IBM и Samsung создали новые транзисторы, которые станут ключом к технологиям производства субнанометровых чипов

На проходившей недавно в Сан-Франциско конференции IEDM представители компаний IBM и Samsung объявили об успешной разработке нового типа транзисторов, которые будут располагаться на поверхности ...

Созданы органические транзисторы, источником материалов для которых является тело человека

Группа исследователей из Тель-Авивского университета успешно создала новый тип органического транзистора, элементы которого измеряются нанометрами, а структура этого транзистора настолько гибка, что позволит создавать ...

Найден материал, являющийся проводником тепла и теплоизолятором одновременно

Всем известно, что практически любые электронные устройства нагреваются во время своей работы. Тепло, являющееся побочным продуктом, значительно влияет на конструкцию электронных устройств, для того, ...