Прорыв в квантовых технологиях: первая в мире успешная демонстрация датчика мощности радиочастотных сигналов при 3 Кельвинах

Квантовые устройства требуют криогенных условий: датчики мощности радиочастотных сигналов решают проблему точных измерений

Национальная физическая лаборатория (NPL) и Keysight Technologies объединили усилия в исследовательском проекте, который привёл к первой в мире успешной демонстрации коммерческого датчика мощности радиочастот, работающего при криогенных температурах до 3 Кельвинов. Результаты исследования были представлены на Конференции по прецизионным электромагнитным измерениям (CPEM) 2024 года в Денвере и впоследствии опубликованы.

Этот прорыв имеет важное значение для поддержки квантовых разработок и других приложений, требующих криогенных условий. Квантовые устройства, такие как кубиты, требуют работы при криогенных температурах, что создаёт сложности в поддержании целостности сигнала и проведении точных измерений. Использование датчика мощности ВЧ N8481S компании Keysight, изначально разработанного для работы при комнатной температуре, позволило провести точные измерения при криогенных температурах.

Реакция термопары датчика была тщательно изучена и проанализирована в диапазоне уровней мощности радиочастотных (РЧ) сигналов от очень слабых (-35 дБм) до более сильных (0 дБм), а также в широком диапазоне частот от 100 кГц до 10 ГГц. Это позволило исследователям обеспечить точность и прослеживаемость измерений датчика путём сравнения их с известными уровнями мощности постоянного тока.

Доктор Мурат Селеп, старший научный сотрудник и руководитель научного направления NPL, отметил: «NPL имеет более чем 60-летний опыт в исследованиях метрологии прослеживаемой ВЧ и СВЧ мощности. Этот опыт в сочетании с современными криогенными испытательными установками в NPL и сотрудничеством с Keysight позволили нам продемонстрировать прослеживаемые в системе СИ измерения криогенной мощности. Это волнующий момент, и мы с нетерпением ждём продолжения квантовых инноваций».

Грег Пачке, генеральный менеджер группы решений для аэрокосмической, оборонной и правительственной промышленности компании Keysight, добавил: «Наши совместные усилия проложили путь к достижениям в области квантовых вычислений и других приложений, требующих точных измерений мощности ВЧ при криогенных температурах. Это знаменует собой важную веху, и мы очень рады сотрудничать с NPL в этом новаторском исследовании».

Этот результат может привести к значительным достижениям в квантовых вычислениях, связи, а также в других приложениях, требующих криогенных условий.