Difference voltage tracking in quantum metrology triangle

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23527
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Matsumaru Daiki 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (30849146)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 電圧標準 / ジョセフソン効果 / 超伝導体 / 精密測定 / オームの法則 / SI単位 / 熱伝導 / 低温

Outline of Final Research Achievements

The experiment, which confirms physical quantities: current, voltage and resistance, which are generated quantum mechanically individually, each other based on ohm's law is called "Quantum-Metrology-Triangle experiments". In this study, we focus on a gain error (a gap between input and output), which derives at a voltmeter conducting difference-voltage measurements. We aim a reduction of a measurement uncertainty by active tracking of difference-voltage. We conducted a simulation of a noise amplitude reduction effect of implementing this tracking method and confirmed stable operation of a voltage standard device by optimizations of wiring at a dilution refrigerator.

Free Research Field

電気標準

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

量子メトロロジートライアングルの検証は、量子力学によって導かれた法則がどの程度精確に実現しているかを相互に検証するものであり、基にした現象の確かさを見極める稀有な研究と言える。また、本研究における動的なトラッキングは、これまでになかったリアルタイムのフィードバック補正を可能にするものであり、量子メトロロジートライアングル実験のみならず、微小電圧計測の高精度化・測定回数の低減などにも寄与することが期待できる。