⑴ 超導量子干涉儀工作原理
SQUID實質是一種將磁通轉化為電壓的磁通感測器,其基本原理是基於超導約瑟夫森效應和磁通量子化現象.以SQUID為基礎派生出各種感測器和測量儀器,可以用於測量磁場,電壓,磁化率等物理量.被一薄勢壘層分開的兩塊超導體構成一個約瑟夫森隧道結.當含有約瑟夫森隧道結的超導體閉合環路被適當大小的電流偏置後,會呈現一種宏觀量子干涉現象,即隧道結兩端的電壓是該閉合環路環孔中的外磁通量變化的周期性函數,其周期為單個磁通量子Ф0=2.07×10-15Wb,這樣的環路就叫做超導量子干涉儀.
⑵ 超導量子比特和超導腔都是什麼
摘要 SQUID實質是一種將磁通轉化為電壓的磁通感測器,其基本原理是基於超導約瑟夫森效應和磁通量子化現象.以SQUID為基礎派生出各種感測器和測量儀器,可以用於測量磁場,電壓,磁化率等物理量.被一薄勢壘層分開的兩塊超導體構成一個約瑟夫森隧道結.當含有約瑟夫森隧道結的超導體閉合環路被適當大小的電流偏置後,會呈現一種宏觀量子干涉現象,即隧道結兩端的電壓是該閉合環路環孔中的外磁通量變化的周期性函數,其周期為單個磁通量子Ф0=2.07×10-15Wb,這樣的環路就叫做超導量子干涉儀.
⑶ 什麼是超導體和超導量子干涉儀
高臨界溫度超導體
盡管迄今已發現數以千計的超導元素、合金和化合物，但是由於它們的臨界溫度都很低，需要使用技術復雜、成本昂貴的液態氦作為冷卻劑，超導體的應用范圍因此受到極大的限制。
1986年，瑞士科學家貝德諾爾茲等人首先發現了一類氧化物超導體，其臨界溫度達30K。隨後，美國、中國和日本的物理學家相繼發現了這類超導體，其臨界溫度達到98K，甚至更高。過去發現的超導體主要是金屬、合金或金屬間的化合物，而新的高Tc超導體都是金屬氧化物，如釔鋇銅氧（YBa2Cu3O7）、鉍鍶鈣銅氧（Bi2Sr2CaCu2O7）。金屬氧化物通常是半導體或絕緣體，因此人們很少想到它們中會出現超導體，而且具有如此高的轉變溫度。所以金屬氧化物高溫超導體的發現具有很重要的意義。
近些年來，高溫超導的研究成了世界各國科學家的一個熱門課題，主要包括三個方面：①進一步尋找高臨界參數的超導新材料；②闡明高Tc氧化物超導體的物理機制；③開發新超導體的技術應用，如研製高Tc的高溫氧化物超導實用線材或帶材，發展制備高質量超導薄膜的技術，利用高溫氧化物超導材料製造各種電子元件和器件等。
超導電性的應用超導體的應用極為廣泛，舉例如下。
1.超導磁體
利用合金（如Nb-Ti、Nb-Zr）或金屬化合物（如Nb3Sn、V3Ca）等穩定而實用的超導材料製成的導線繞制的磁體，可以通強大的電流，產生很強的磁場，其值可達幾萬、甚至幾十萬高斯。作為比較，若採用在氫中退火的純鐵作為鐵芯製作的電磁鐵，由於鐵磁材料的磁飽和特性，其磁場很難大於2萬高斯；如果去掉鐵芯，增大電流，則由於焦耳熱損耗也很難獲得有效的強磁場。超導磁體目前已廣泛應用於高級實驗設備、高能加速器、受控聚變反應實驗等領域。
2.超導列車
為了克服普通列車與軌道之間的摩擦力，最好使整個列車懸浮起來。通常可採用「磁懸浮」方式。在列車底部和U型軌道上設上一定數量的磁體，利用同性磁極相斥的道理，使整個車廂懸浮在軌道之上約10厘米處。此外，在車廂和U型軌道側面安裝一系列磁體，並通過供電系統依次調整其極性，使列車始終受到向前推進力。超導列車的時速很容易達到每小時300千米以上。
3.約瑟夫森結
又稱超導隧道結。由中間被薄絕緣層（厚度約為1毫米）隔開的兩塊超導體組成。超導電子由於量子力學隧道效應可以貫穿絕緣層。如果在兩塊超導體上加一直流電壓V，則在兩超導體之間可產生振盪的超導電流，其頻率與電壓成正比（ω=2eV/h，其中e為電子電荷，h為普朗克常數）。利用這種約瑟夫森效應可精確地測量常數e/h或測量電壓V，還可製造各種電子元器件。約瑟夫森器件的反應速度快（例如，其開關速率小於2×10-12秒），功耗小（僅為普通半導體器件的1/1000），靈敏度高（例如對電流的解析度為10-9A，對電壓為10-15V，對磁場為10-11G）。約瑟夫森結已應用於製作電壓標准，以及靈敏度和精確度都極高的磁強計、電流表、電壓表、低溫溫度計等，還可用它製作微波和紅外探測器。利用約瑟夫森結製造儀器和設備的技術目前已發展成為一門新的分支學科——超導結電子學。
超導量子干涉儀
簡稱SQUID，是一種能測量微弱磁信號的極其靈敏的儀器。其主要應用在於：物理實驗室中用來測量弱磁場、材料的磁化率等；在引力物理研究中用來探測引力波；在基本粒子研究中用來探尋磁單極子；在地球物理和地質研究中，可用它測量岩石礦樣剩磁及磁化率，探測大地的磁場，從而為尋找地熱和礦藏資源提供依據；在生物磁學方面用來測量心磁圖、肺磁圖、腦磁圖、胎兒心磁圖以及其他生物磁信號；在軍事方面可作為核潛艇的低頻通訊、導航以及用來探測敵人的潛艇活動等。
SQUID的基本原理是建立在磁通量子化和約瑟夫森效應的基礎上的。
根據偏置電流的不同，分為直流和射頻兩類。直流SQUID器件是包含有兩個約瑟夫森結的超導環，結的兩端連接直流電源。約瑟夫森結是一種超導器件，由兩塊超導體之間被一薄勢壘層隔開而組成，可由超導材料（例如鈮）用製作半導體器件的工藝方法製得，一般稱作SIS隧道結。實驗發現，如果SIS隧道結的絕緣層厚度只有直流SQUID器件的組成圖1毫米左右，就會發生庫珀對的隧道電流，這種電流是無阻的，即超導環中有電流流過，但SIS結兩端無電壓降落。實驗還表明，絕緣層能夠承受的無阻電流很小，一般是幾十微安到幾十毫安，超過了就會出現電壓。
這種在SIS結能通過很小的隧穿超流的現象稱為超導隧道結的直流約瑟夫森效應，用Ic表示超導結的臨界電流。1963年，羅威爾發現臨界電流Ic和磁場有關。當通過器件的電流超過臨界電流Ic時，器件兩端將出現電壓。
Ic的數值對磁場特別敏感，並且是磁場的周期函數，它是通過環中磁通的變化而反映出來的，變化的周期恰好是一個磁通量子f。因此，只要適當選擇能產生略大於Ic的偏置電流的電壓V，就可以根據電壓變化測量出環中磁通f的變化。通過一個探測線圈把外磁場耦合到SQUID的超導環中，就可以構成靈敏度極高的超導磁強計，它可以測量出10～11高斯的微弱磁場，僅相當於地磁場的一百億分之一，比常規的磁強計靈敏度提高幾個數量級。用SQUID還可以製作成靈敏度極高的超導磁梯度計、磁化率計、檢流計和電壓計。此外，用SQUID製作的雜訊溫度計可以測量極低（mK）的溫度，靈敏度可達到1μK。
由於SQUID的靈敏度高，因而促進了許多學科的發展，甚至催生出一些新的學科，例如生物磁學就是在SQUID出現之後得以發展的一門新興學科。目前國外在腦磁方面應用多通道SQUID儀器，獲得了豐富的成果。預期在特異功能、氣功功能、癌症早期診斷方面，SQUID有可能成為得力助手。SQUID在其他方面也發揮了積極作用，如地球物理學、地質研究等。
⑷ 德國LTS-SQUID航空全張量磁梯度儀
一、內容概述
由IPHT研製的LTS-SQUID航空全張量磁梯度儀（圖1），採用低溫超導，該系統主要由6個超導磁力儀、SQUID電子裝置、低溫恆溫箱、波束引導系統（SBAS）、慣性導航組件（INU）、差分GPS系統和數據收錄系統等組成，可測量沿測線、垂直測線和垂直向下的梯度，儀器雜訊水平低於100fT。在2000～2003年對LTS-SQUID進行了一系列前期試驗後，於2004年在南非用直升機和固定翼飛機（Cessna，2008），進行了全張量磁力梯度儀系統的飛行試驗，經過一百多小時飛行，測得了約100km2（線距100m）的張量梯度數據。畫出了Bxx、Bxy、Bxz、Byy、Byz和Bzz平面圖，這是世界上首次獲得的全張量磁力梯度實測數據。
圖1 IPHT低溫超導量子干涉磁力儀
系統共有9個SQUID安裝在低溫恆溫器中，6個用作梯度測量，3個用作磁場測量。低溫恆溫器最大液氦容積約15L，2～3天需重灌。SQUID的電子線路安置在低溫恆溫器頂上。整個系統裝在一個圓柱形的筒子內（即吊艙，直徑23cm、高90cm）。A/D轉換器錄取18道信息：6道梯度儀，3道磁力儀，3道加速度，3道角速度等等。取樣率為1kHz並與GPS取樣同步。系統的數據收錄箱在低溫恆溫器之上，接近吊艙頂部。收錄箱內還裝有一個Ashtech DGPS接收器和慣性系統單元（INS unit）。GPS天線裝在吊艙頂部。慣性系統提供3個角度（俯仰、橫滾、偏航），可以確定系統的取向，精度0.1°。利用這些數據可以計算出SQUID梯度儀的取向和實際位置。Cessna 208型飛機進行試驗時，吊艙（實際上是一個圓筒）豎直地安裝在尾錐的後端（圖1）。後來進行探礦飛行時，使用經過消磁的直升機，經過重新設計製造的吊艙，吊放在直升機下方42m處。
IPHT有一家派生的高科技公司Supracon Inc，其將研究成果推向市場。IPHT與Supracon Inc將其全張量航空低溫SQUID磁力梯度儀系統命名為JESSY STAR，JESSY是耶拿超導量子干涉器件系統的簡稱（JenaSQUIDSystem）。
二、應用范圍及應用實例
近年來，JESSY STAR主要運用在油氣、煤層氣、煤和地熱勘查方面，與常規的不定向的磁測相比，JESSY STAR只需較少的測量，即可了解地下三維磁性分布情況。JESSY STAR已經飛行了幾百小時，完成了數萬測線千米。
三、資料來源
張昌達.2012.若干物探技術的最新進展.工程地球物理學報，9（4）：406～413
Patrick G K.2009.Exploration Trends＆Development in 2008.Supplement to The Northern Miner，95（1）：23
Stolz R，Zakosarenko V，Schulz M et al.2006.Magneticful⁃tensor SQUID gradiometer sys⁃tem for geophysical applications.THE LEADING EDGE，25（2）：178～180
⑸ 什麼是SQUID
探測技術，都多少要向探測對象發射出放射性物質，有的會傷害探測對象。而應用約瑟夫遜效應的干涉器件技術(SQUID)則只「探測」，不「發射」。1969年，SQUID已經首次用於檢測微弱生物磁場。用SQUID得到的「腦磁圖」，將廣泛用於醫療臨床。
⑹ SQUID磁場探測器基本工作原理是什麼
磁場探測器最基本的原理就是霍爾效應。現在大多數磁場探測器是使用線性霍爾元件製成的。
先說說霍爾效應。霍爾效應是指一塊長方體導體通過一個方向向Y軸的電流，在其z軸方向加上一定磁場，可以在導體X軸方向兩端測到一定電壓。
霍爾效應的本質是電荷在導體中有一定速度。在磁場中，運動電荷受到洛倫茲力的作用向導體某一方向聚集。導致導體某一面聚集了大量電荷，所以可以量到電壓。磁場越強，電壓越大。
講完霍爾效應，再講霍爾元件。霍爾元件內部就有一個改進版的導體或半導體，裡面通過一定電流。在磁場作用下產生一定電壓。這個電壓再接入運算放大器。就可以把磁場轉換為電信號了。磁場越強，運算放大器輸出電壓越大。
了解以上兩個原理後，就不難理解磁場探測器的原理。磁場探測器內部同樣有霍爾元件，這個霍爾元件可以根據磁場強度輸出不同的電壓。這個電壓被接入微處理器，最終在顯示屏顯示根據某公式計算出來的磁場強度。
⑺ 什麼是SQUID軟體
Squid是一個高性能的代理緩存伺服器，Squid支持FTP、gopher和HTTP協議。和一般的代理緩存軟體不同，Squid用一個單獨的、非模塊化的、I/O驅動的進程來處理所有的客戶端請求。
Squid將數據元緩存在內存中，同時也緩存DNS查詢的結果，除此之外，它還支持非模塊化的DNS查詢，對失敗的請求進行消極緩存。Squid支持SSL，支持訪問控制。由於使用了ICP（輕量Internet緩存協議），Squid能夠實現層疊的代理陣列，從而最大限度地節約帶寬。
Squid由一個主要的服務程序squid,一個DNS查詢程序dnsserver，幾個重寫請求和執行認證的程序，以及幾個管理工具組成。當Squid啟動以後，它可以派生出預先指定數目的dnsserver進程，而每一個dnsserver進程都可以執行單獨的DNS查詢，這樣一來就大大減少了伺服器等待DNS查詢的時間。