德国物理技术研究所 Top:由单电荷检测器记录的误差信号(x)的计数统计(ptx)，显示为转移操作的重复次数(t)的函数；这些重复由单电子电路完成
底部:基于该测量信号的底层“随机行走”(蓝线)的模拟
这里，线条的宽度显示了一个步骤发生的频率
红线表示误差信号的单一路径
信用:乌氏 以利用量子效应为目标操纵单个电子为电子学提供了新的可能性和更高的精确度
然而，这些单电子电路受量子力学定律支配，这意味着偏离无错操作的情况仍然会发生——尽管(在最好的可能情况下)非常少
因此，对这种基本不确定性的物理起源和计量方面的见解对于量子电路的进一步发展至关重要
为此，公共交通管理局和拉脱维亚大学的科学家合作开发了一种统计测试方法
他们的研究结果已经发表在《自然通讯》杂志上
单电子电路已经被用作电流量子标准和量子计算机原型
在这些小型化的量子电路中，相互作用和噪声阻碍了对基本不确定性的研究，测量它们是一项挑战，甚至对测量仪器的计量精度也是如此
在量子计算机领域，经常使用也被称为“基准”的测试程序，在该测试程序中，通过一系列操作之后的误差累积来评估整个电路的工作原理和保真度
基于这一原理，来自PTB和拉脱维亚大学的研究人员现在已经为单电子电路开发了一个基准
这里，电路的保真度由集成传感器记录的误差信号的随机步长来描述，同时电路重复执行操作
对这种“随机游走”的统计分析可以用来识别操纵单个量子粒子时的罕见但不可避免的误差
通过这种“随机游走基准”，在由单电子泵组成的电路中研究了单个电子的转移，该单电子泵是作为实现安培(一种国际单位制基本单位)的主要标准而开发的
在这个实验中，灵敏的探测器以单电子分辨率记录误差信号
通过对单个粒子进行计数而实现的统计分析不仅显示了由外部噪声和时间相关性引起的电路保真度的基本限制，而且还提供了在应用量子计量中评估误差的可靠措施
在本工作范围内开发的方法为验证电量子的量子标准提供了严格的数学基础，并为集成复杂量子系统的发展开辟了新的途径
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