Süperiletken kuantum girisim cihazlari için analiz araci

Abstract

Süperiletken halkada Josephson eklemlerinin çeşitli varyasyonları ile tasarlanan DC SQUID ve DC Bi-SQUID'ler hassas manyetik alan sensörleri, yükselteçler gibi birçok uygulamada kullanılmaktadırlar. Ancak Josephson eklemlerinin doğrusal olmayan doğası gereği bu sistemlerin dış manyetik alana karşı tepkilerini analiz etmek zordur. Bu yüzden nümerik analiz yöntemleri bu tarz sistemlerin anlaşılabilmesinde büyük önem taşımaktadır. Günümüzde DC Bi-SQUID ve DC SQUID gibi süperiletken devreleri temsil edebileceğimiz açık kaynak kodlu modelleme ve simülasyon araçları mevcuttur. Bu araçlar sağlamış oldukları çıktıların güvenilirliği ile uzun yıllar kullanılmakta ve bu alanda kendilerini kanıtlamışlardır. Ancak mevcut araçların sahip oldukları yazılım mimarisinin karmaşıklığı sebebi ile bu araçların yeni yöntemlerle geliştirilmesi ve farklı analiz araçlarıyla birlikte çalıştırılması oldukça zordur. Bu yüzden, basit bir mimariye sahip PySQIF (Python Superconductor Quantum Interference Filters) şeklinde adlandırılan açık kaynak kodlu bir kütüphane geliştirdik. Geliştirmiş olduğumuz kütüphane DC SQUID ve DC Bi-SQUID' lerin dış manyetik alan altındaki potansiyel fark davranışını temsil edebilmektedir.

Superconductor loops within Josephson Junctions such as DC SQUIDs and Bi SQUID have unique properties that can be used as quantum accurate magnetometers, amplifiers and many more applications. However due to quantum interference between Josephson junctions and their non-linear nature, their interaction with external magnetic field is hard to analyze. Thus, numerical methods are a viable options to predict their behavior. Today there exist several open-source modelling and simulation tools for DC Bi-SQUIDS/SQUIDs. These are great tools, but their software architecture complicates software development and integration steps. Therefore, we introduce an open-source analysis library titled PySQIF (Python Superconductor Quantum Interference Fılters) that determines the Voltage response of the DC SQUIDs and DC Bi-SQUIDs in the presence of the external magnetic flux.