Haku

Control of heat in superconducting microwave circuits

QR-koodi

Control of heat in superconducting microwave circuits

Lämmönsäätely suprajohtavissa mikroaaltopiireissä

Piirikvanttisähködynamiikka tarjoaa monipuolisia mahdollisuuksia sekä monenlaisilleperusfysiikkaan liittyville havainnoille että erilaisille sovelluksille, kuten herkille ilmaisimille jalopulta jopa suuren mittakaavan kvanttitietokoneelle. Lämmönsäätely on erityisen tärkeää, sillätällaiset laitteet toimivat erittäin matalissa lämpötiloissa ja ylimääräinen lämpö aiheuttaamerkittävissä määrin toimintavirheitä. Väitöskirjassa tutkitaan kokeellisesti useita menetelmiä lämmönsäätelyyn. Tutkimuskohteena onsäteilyhiukkasten eli fotonien lämmönkuljetus kahden lämpökylvyn välillä sekä suprajohtavienvärähtelijöiden lämmönsiirto ympäristönsä kanssa. Erityisesti tutkitaan normaalimetallistavalmistettujen osien käyttöä suprajohtavissa mikroaaltopiireissä, jotka toimivat yksittäistenenergiakvanttien tasolla ja joiden toimintaa normaalimetalliosilla pyritään parantamaan. Aluksi väitöskirjassa tutkitaan pitkillä etäisyyksillä yksittäistä kanavaa pitkin tapahtuvaalämmönsiirtoa kvanttimekaniikan määräämällä rajalla, joka on ns. lämmönjohtavuuskvantti.Aikaisempiin tutkimuksiin verrattuna etäisyyttä on kasvatettu tekijällä 10 000. Lisäksiväitöskirjassa osoitetaan fotonien kaappaus eli absorptio ja lähettäminen eli emissio suprajohteen,eristeen ja normaalimetallin muodostamissa liitoksissa fotoniavusteisessa tunneloitumisessa.Toinen käytetty lähestymistapa fotonien absorboimiseen on normaalimetallivastuksen lisääminensuprajohtavaan värähtelijään, jolla on säädeltävä ominaistaajuus. Lopuksi on toteutettu kahdestavärähtelijästä koostuva piiri, jonka parametriavaruudessa on poikkeukselliseksi pisteeksi kutsuttusingulariteetti. Käytetyssä piirissä poikkeuksellinen piste mahdollistaa nopeimman saavutettavissaolevan lämmönsiirron kahden värähtelijän välillä ilman edestaikaista heilahtelua. Tulevaisuudessa näitä menetelmiä voidaan hyödyntää erilaisissa matalan lämpötilan sovelluksissa,kuten esimerkiksi kvanttibittien eli kubittien alustamisessa. Lisäksi menetelmiä voidaan hyödyntääperusfysiikan kokeellisessa tutkimuksessa, kuten poikkeuksellisten pisteiden tutkimisessaerilaisissa koeasetelmissa.

Tallennettuna: