⑴ 超导量子干涉仪工作原理
SQUID实质是一种将磁通转化为电压的磁通传感器,其基本原理是基于超导约瑟夫森效应和磁通量子化现象.以SQUID为基础派生出各种传感器和测量仪器,可以用于测量磁场,电压,磁化率等物理量.被一薄势垒层分开的两块超导体构成一个约瑟夫森隧道结.当含有约瑟夫森隧道结的超导体闭合环路被适当大小的电流偏置后,会呈现一种宏观量子干涉现象,即隧道结两端的电压是该闭合环路环孔中的外磁通量变化的周期性函数,其周期为单个磁通量子Ф0=2.07×10-15Wb,这样的环路就叫做超导量子干涉仪.
⑵ 超导量子比特和超导腔都是什么
摘要 SQUID实质是一种将磁通转化为电压的磁通传感器,其基本原理是基于超导约瑟夫森效应和磁通量子化现象.以SQUID为基础派生出各种传感器和测量仪器,可以用于测量磁场,电压,磁化率等物理量.被一薄势垒层分开的两块超导体构成一个约瑟夫森隧道结.当含有约瑟夫森隧道结的超导体闭合环路被适当大小的电流偏置后,会呈现一种宏观量子干涉现象,即隧道结两端的电压是该闭合环路环孔中的外磁通量变化的周期性函数,其周期为单个磁通量子Ф0=2.07×10-15Wb,这样的环路就叫做超导量子干涉仪.
⑶ 什么是超导体和超导量子干涉仪
高临界温度超导体
尽管迄今已发现数以千计的超导元素、合金和化合物，但是由于它们的临界温度都很低，需要使用技术复杂、成本昂贵的液态氦作为冷却剂，超导体的应用范围因此受到极大的限制。
1986年，瑞士科学家贝德诺尔兹等人首先发现了一类氧化物超导体，其临界温度达30K。随后，美国、中国和日本的物理学家相继发现了这类超导体，其临界温度达到98K，甚至更高。过去发现的超导体主要是金属、合金或金属间的化合物，而新的高Tc超导体都是金属氧化物，如钇钡铜氧（YBa2Cu3O7）、铋锶钙铜氧（Bi2Sr2CaCu2O7）。金属氧化物通常是半导体或绝缘体，因此人们很少想到它们中会出现超导体，而且具有如此高的转变温度。所以金属氧化物高温超导体的发现具有很重要的意义。
近些年来，高温超导的研究成了世界各国科学家的一个热门课题，主要包括三个方面：①进一步寻找高临界参数的超导新材料；②阐明高Tc氧化物超导体的物理机制；③开发新超导体的技术应用，如研制高Tc的高温氧化物超导实用线材或带材，发展制备高质量超导薄膜的技术，利用高温氧化物超导材料制造各种电子元件和器件等。
超导电性的应用超导体的应用极为广泛，举例如下。
1.超导磁体
利用合金（如Nb-Ti、Nb-Zr）或金属化合物（如Nb3Sn、V3Ca）等稳定而实用的超导材料制成的导线绕制的磁体，可以通强大的电流，产生很强的磁场，其值可达几万、甚至几十万高斯。作为比较，若采用在氢中退火的纯铁作为铁芯制作的电磁铁，由于铁磁材料的磁饱和特性，其磁场很难大于2万高斯；如果去掉铁芯，增大电流，则由于焦耳热损耗也很难获得有效的强磁场。超导磁体目前已广泛应用于高级实验设备、高能加速器、受控聚变反应实验等领域。
2.超导列车
为了克服普通列车与轨道之间的摩擦力，最好使整个列车悬浮起来。通常可采用“磁悬浮”方式。在列车底部和U型轨道上设上一定数量的磁体，利用同性磁极相斥的道理，使整个车厢悬浮在轨道之上约10厘米处。此外，在车厢和U型轨道侧面安装一系列磁体，并通过供电系统依次调整其极性，使列车始终受到向前推进力。超导列车的时速很容易达到每小时300千米以上。
3.约瑟夫森结
又称超导隧道结。由中间被薄绝缘层（厚度约为1毫米）隔开的两块超导体组成。超导电子由于量子力学隧道效应可以贯穿绝缘层。如果在两块超导体上加一直流电压V，则在两超导体之间可产生振荡的超导电流，其频率与电压成正比（ω=2eV/h，其中e为电子电荷，h为普朗克常数）。利用这种约瑟夫森效应可精确地测量常数e/h或测量电压V，还可制造各种电子元器件。约瑟夫森器件的反应速度快（例如，其开关速率小于2×10-12秒），功耗小（仅为普通半导体器件的1/1000），灵敏度高（例如对电流的分辨率为10-9A，对电压为10-15V，对磁场为10-11G）。约瑟夫森结已应用于制作电压标准，以及灵敏度和精确度都极高的磁强计、电流表、电压表、低温温度计等，还可用它制作微波和红外探测器。利用约瑟夫森结制造仪器和设备的技术目前已发展成为一门新的分支学科——超导结电子学。
超导量子干涉仪
简称SQUID，是一种能测量微弱磁信号的极其灵敏的仪器。其主要应用在于：物理实验室中用来测量弱磁场、材料的磁化率等；在引力物理研究中用来探测引力波；在基本粒子研究中用来探寻磁单极子；在地球物理和地质研究中，可用它测量岩石矿样剩磁及磁化率，探测大地的磁场，从而为寻找地热和矿藏资源提供依据；在生物磁学方面用来测量心磁图、肺磁图、脑磁图、胎儿心磁图以及其他生物磁信号；在军事方面可作为核潜艇的低频通讯、导航以及用来探测敌人的潜艇活动等。
SQUID的基本原理是建立在磁通量子化和约瑟夫森效应的基础上的。
根据偏置电流的不同，分为直流和射频两类。直流SQUID器件是包含有两个约瑟夫森结的超导环，结的两端连接直流电源。约瑟夫森结是一种超导器件，由两块超导体之间被一薄势垒层隔开而组成，可由超导材料（例如铌）用制作半导体器件的工艺方法制得，一般称作SIS隧道结。实验发现，如果SIS隧道结的绝缘层厚度只有直流SQUID器件的组成图1毫米左右，就会发生库珀对的隧道电流，这种电流是无阻的，即超导环中有电流流过，但SIS结两端无电压降落。实验还表明，绝缘层能够承受的无阻电流很小，一般是几十微安到几十毫安，超过了就会出现电压。
这种在SIS结能通过很小的隧穿超流的现象称为超导隧道结的直流约瑟夫森效应，用Ic表示超导结的临界电流。1963年，罗威尔发现临界电流Ic和磁场有关。当通过器件的电流超过临界电流Ic时，器件两端将出现电压。
Ic的数值对磁场特别敏感，并且是磁场的周期函数，它是通过环中磁通的变化而反映出来的，变化的周期恰好是一个磁通量子f。因此，只要适当选择能产生略大于Ic的偏置电流的电压V，就可以根据电压变化测量出环中磁通f的变化。通过一个探测线圈把外磁场耦合到SQUID的超导环中，就可以构成灵敏度极高的超导磁强计，它可以测量出10～11高斯的微弱磁场，仅相当于地磁场的一百亿分之一，比常规的磁强计灵敏度提高几个数量级。用SQUID还可以制作成灵敏度极高的超导磁梯度计、磁化率计、检流计和电压计。此外，用SQUID制作的噪声温度计可以测量极低（mK）的温度，灵敏度可达到1μK。
由于SQUID的灵敏度高，因而促进了许多学科的发展，甚至催生出一些新的学科，例如生物磁学就是在SQUID出现之后得以发展的一门新兴学科。目前国外在脑磁方面应用多通道SQUID仪器，获得了丰富的成果。预期在特异功能、气功功能、癌症早期诊断方面，SQUID有可能成为得力助手。SQUID在其他方面也发挥了积极作用，如地球物理学、地质研究等。
⑷ 德国LTS-SQUID航空全张量磁梯度仪
一、内容概述
由IPHT研制的LTS-SQUID航空全张量磁梯度仪（图1），采用低温超导，该系统主要由6个超导磁力仪、SQUID电子装置、低温恒温箱、波束引导系统（SBAS）、惯性导航组件（INU）、差分GPS系统和数据收录系统等组成，可测量沿测线、垂直测线和垂直向下的梯度，仪器噪声水平低于100fT。在2000～2003年对LTS-SQUID进行了一系列前期试验后，于2004年在南非用直升机和固定翼飞机（Cessna，2008），进行了全张量磁力梯度仪系统的飞行试验，经过一百多小时飞行，测得了约100km2（线距100m）的张量梯度数据。画出了Bxx、Bxy、Bxz、Byy、Byz和Bzz平面图，这是世界上首次获得的全张量磁力梯度实测数据。
图1 IPHT低温超导量子干涉磁力仪
系统共有9个SQUID安装在低温恒温器中，6个用作梯度测量，3个用作磁场测量。低温恒温器最大液氦容积约15L，2～3天需重灌。SQUID的电子线路安置在低温恒温器顶上。整个系统装在一个圆柱形的筒子内（即吊舱，直径23cm、高90cm）。A/D转换器录取18道信息：6道梯度仪，3道磁力仪，3道加速度，3道角速度等等。取样率为1kHz并与GPS取样同步。系统的数据收录箱在低温恒温器之上，接近吊舱顶部。收录箱内还装有一个Ashtech DGPS接收器和惯性系统单元（INS unit）。GPS天线装在吊舱顶部。惯性系统提供3个角度（俯仰、横滚、偏航），可以确定系统的取向，精度0.1°。利用这些数据可以计算出SQUID梯度仪的取向和实际位置。Cessna 208型飞机进行试验时，吊舱（实际上是一个圆筒）竖直地安装在尾锥的后端（图1）。后来进行探矿飞行时，使用经过消磁的直升机，经过重新设计制造的吊舱，吊放在直升机下方42m处。
IPHT有一家派生的高科技公司Supracon Inc，其将研究成果推向市场。IPHT与Supracon Inc将其全张量航空低温SQUID磁力梯度仪系统命名为JESSY STAR，JESSY是耶拿超导量子干涉器件系统的简称（JenaSQUIDSystem）。
二、应用范围及应用实例
近年来，JESSY STAR主要运用在油气、煤层气、煤和地热勘查方面，与常规的不定向的磁测相比，JESSY STAR只需较少的测量，即可了解地下三维磁性分布情况。JESSY STAR已经飞行了几百小时，完成了数万测线千米。
三、资料来源
张昌达.2012.若干物探技术的最新进展.工程地球物理学报，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 什么是SQUID
探测技术，都多少要向探测对象发射出放射性物质，有的会伤害探测对象。而应用约瑟夫逊效应的干涉器件技术(SQUID)则只“探测”，不“发射”。1969年，SQUID已经首次用于检测微弱生物磁场。用SQUID得到的“脑磁图”，将广泛用于医疗临床。
⑹ SQUID磁场探测器基本工作原理是什么
磁场探测器最基本的原理就是霍尔效应。现在大多数磁场探测器是使用线性霍尔元件制成的。
先说说霍尔效应。霍尔效应是指一块长方体导体通过一个方向向Y轴的电流，在其z轴方向加上一定磁场，可以在导体X轴方向两端测到一定电压。
霍尔效应的本质是电荷在导体中有一定速度。在磁场中，运动电荷受到洛伦兹力的作用向导体某一方向聚集。导致导体某一面聚集了大量电荷，所以可以量到电压。磁场越强，电压越大。
讲完霍尔效应，再讲霍尔元件。霍尔元件内部就有一个改进版的导体或半导体，里面通过一定电流。在磁场作用下产生一定电压。这个电压再接入运算放大器。就可以把磁场转换为电信号了。磁场越强，运算放大器输出电压越大。
了解以上两个原理后，就不难理解磁场探测器的原理。磁场探测器内部同样有霍尔元件，这个霍尔元件可以根据磁场强度输出不同的电压。这个电压被接入微处理器，最终在显示屏显示根据某公式计算出来的磁场强度。
⑺ 什么是SQUID软件
Squid是一个高性能的代理缓存服务器，Squid支持FTP、gopher和HTTP协议。和一般的代理缓存软件不同，Squid用一个单独的、非模块化的、I/O驱动的进程来处理所有的客户端请求。
Squid将数据元缓存在内存中，同时也缓存DNS查询的结果，除此之外，它还支持非模块化的DNS查询，对失败的请求进行消极缓存。Squid支持SSL，支持访问控制。由于使用了ICP（轻量Internet缓存协议），Squid能够实现层叠的代理阵列，从而最大限度地节约带宽。
Squid由一个主要的服务程序squid,一个DNS查询程序dnsserver，几个重写请求和执行认证的程序，以及几个管理工具组成。当Squid启动以后，它可以派生出预先指定数目的dnsserver进程，而每一个dnsserver进程都可以执行单独的DNS查询，这样一来就大大减少了服务器等待DNS查询的时间。