Главная / Аппаратное обеспечение /
Наноэлектронная элементная база информатики. Качественно новые направления / Тест 10
Наноэлектронная элементная база информатики. Качественно новые направления - тест 10
Упражнение 1:
Номер 1
Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 500 х 100 нм (ответ укажите в мкэВ)
Ответ:
 114 
Номер 2
Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 300 х 75 нм (ответ укажите в мкэВ)
Ответ:
 254 
Номер 3
Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 250 х 50 нм (ответ укажите в мкэВ)
Ответ:
 458 
Номер 4
Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 150 х 32 нм (ответ укажите в мэВ). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 1,19 
Упражнение 2:
Номер 1
Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 6,5*10-17 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 2,46 
Номер 2
Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 3,2*10-17 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 5,0 
Номер 3
Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 9,6*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 16,7 
Номер 4
Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 6,5*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 24,6 
Номер 5
Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 3,5*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 45,7 
Упражнение 3:
Номер 1
Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах при условии, что
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 2
Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах при условии, что
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 3
Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах при условии, что
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 4
Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах при условии, что
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 5
Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах при условии, что
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Упражнение 4:
Номер 1
Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) ; (б) ; (в) ; (г) для одного и – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: зарядовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 2
Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) ; (б) ; (в) ; (г) для одного и – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов:зарядово-фазовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 3
Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) ; (б) ; (в) ; (г) для одного и – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: потоковых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 4
Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) ; (б) ; (в) ; (г) для одного и – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: пи-кубитов? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Номер 5
Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) ; (б) ; (в) ; (г) для одного и – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: фазовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).
Ответ:
 
(1)  
 
(2)  
 
(3)  
 
(4)  
 
(5)  
Упражнение 5:
Номер 1
Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 45 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 10,9 
Номер 2
Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 80 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 19,3 
Номер 3
Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 145 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 35,1 
Номер 4
Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 270 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 65,3 
Номер 5
Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 540 мкэВ. (ответ введите в ГГц)
Ответ:
 131 
Упражнение 6:
Номер 1
Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 9,6 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 3,1 
Номер 2
Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 32 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 0,94 
Номер 3
Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 65 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 0,46 
Номер 4
Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 96 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 0,31 
Номер 5
Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 125 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
Ответ:
 0,24 
Упражнение 7:
Номер 1
Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока при заданной величине горизонтальной магнитной индукции . Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? = 0,2 Тл?
Ответ:
 (1) 5170 нм2; 20,8 нм и 249 нм 
 (2) 1477 нм2; 11,1 нм и 133 нм 
 (3) 862 нм2; 8,5 нм и 102 нм 
 (4) 608 нм2; 7,1 нм и 85,6 нм 
 (5) 470 нм2; 6,3 нм и 75 нм 
Номер 2
Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока при заданной величине горизонтальной магнитной индукции . Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? = 0,7 Тл?
Ответ:
 (1) 5170 нм2; 20,8 нм и 249 нм 
 (2) 1477 нм2; 11,1 нм и 133 нм 
 (3) 862 нм2; 8,5 нм и 102 нм 
 (4) 608 нм2; 7,1 нм и 85,6 нм 
 (5) 470 нм2; 6,3 нм и 75 нм 
Номер 3
Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока при заданной величине горизонтальной магнитной индукции . Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? = 1,2 Тл?
Ответ:
 (1) 5170 нм2; 20,8 нм и 249 нм 
 (2) 1477 нм2; 11,1 нм и 133 нм 
 (3) 862 нм2; 8,5 нм и 102 нм 
 (4) 608 нм2; 7,1 нм и 85,6 нм 
 (5) 470 нм2; 6,3 нм и 75 нм 
Номер 4
Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока при заданной величине горизонтальной магнитной индукции . Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? = 1,7 Тл?
Ответ:
 (1) 5170 нм2; 20,8 нм и 249 нм 
 (2) 1477 нм2; 11,1 нм и 133 нм 
 (3) 862 нм2; 8,5 нм и 102 нм 
 (4) 608 нм2; 7,1 нм и 85,6 нм 
 (5) 470 нм2; 6,3 нм и 75 нм 
Номер 5
Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока при заданной величине горизонтальной магнитной индукции . Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? = 2,2 Тл?
Ответ:
 (1) 5170 нм2; 20,8 нм и 249 нм 
 (2) 1477 нм2; 11,1 нм и 133 нм 
 (3) 862 нм2; 8,5 нм и 102 нм 
 (4) 608 нм2; 7,1 нм и 85,6 нм 
 (5) 470 нм2; 6,3 нм и 75 нм 
Упражнение 8:
Номер 1
Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,2 К (ответ введите в мкэВ)
Ответ:
 17 
Номер 2
Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,02 К = 20 мК (ответ введите в мкэВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 1,7 
Номер 3
Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,002 К = 2 мК (ответ введите в нэВ)
Ответ:
 170 
Номер 4
Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,0002 К = 200 мкК (ответ введите в нэВ)
Ответ:
 17 
Номер 5
Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,00002 К = 20 мкК (ответ введите в нэВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
Ответ:
 1,7