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From SQUID sensors to superconducting quantum computers : development and applications of superconducting quantum devices

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  • 발행기관
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) 바로가기
  • 간행물
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) KCI 등재 SCOPUS 바로가기
  • 통권
    Vol.28 No.1 (2026.03)바로가기
  • 페이지
    pp.1-11
  • 저자
    Kiwoong Kim
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A483878

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원문정보

초록

영어
Superconducting quantum devices based on Josephson junctions have evolved from highly sensitive magnetic sensors to one of the leading platforms for quantum information processing. Early developments of superconducting quantum interference devices (SQUIDs) enabled femtotesla‑level magnetic field detection, which led to applications in biomagnetic measurements such as magnetoencephalography and magnetocardiography. These technologies were further extended to ultra‑low‑field nuclear magnetic resonance (ULF‑NMR) systems, where SQUID sensors allow detection of nuclear spin signals in microtesla magnetic fields. Meanwhile, the nonlinear dynamics of Josephson junction circuits enabled the realization of artificial atoms and superconducting qubits. The development of the transmon qubit and circuit quantum electrodynamics architecture significantly improved coherence times and control fidelity, enabling the construction of multi‑qubit superconducting quantum processors. This review summarizes the physical principles, technological developments, and system‑level implementations of superconducting quantum devices, from SQUID‑based sensing technologies to modern superconducting quantum computing platforms.

목차

Abstract
1. 서론
2. 조셉슨 접합과 초전도 양자 간섭 장치
2.1 초전도에서의 거시적 양지 결맞음성
2.2 조셉슨 관계식
2.3 자속 양자화와 초전도 고리
2.4 SQUID : 양자 간섭의 원리
2.5 SQUID의 종류
2.6 SQUID 잡음과 감도 한계
2.7 물질 및 제조공정
2.8 기초 소자에서 첨단 측정 시스템 기술로
3. 생체자기 측정 시스템
3.1 생체자기(Biomagnetism) 측정
3.2 신경 전류에 의해 생성되는 자기장
3.3 뇌자도(MEG)와 심자도(MCG)
3.4 다채널 SQUID 시스템과 계측 구조
4. 극자자장 NMR과 생체자기공명
4.1 극저자장 핵자기공명
4.2 SQUID NMR
4.3 핵자화 및 신호 크기
4.4 SQUID-NMR System의 기술적 문제와 해결
4.5 Ultra-Low-Field MRI
4.6 Biomagnetic Resonance (BMR)
5. 초전도 큐비트와 양자컴퓨팅
5.1 양자센서에서 양자회로로
5.2 비선형 양자소자로서의 조셉슨 접합
5.3 초전도 회로 양자화
5.4 트랜스몬 큐비트
5.5 Circuit Quantum Electrodynamics
5.6 Quantum Gate Operations
5.7 Superconducting Quantum Processor Architecture
5.8 Toward Scalable Quantum Computers
5.9 초전도 양자 어닐러
5.10 양자 어닐러의 초전도 flux 규비트
6. 결론
ACKNOWLEDGEMENT
FEFERENCES

키워드

josephson junction SQUID biomagnetism ultra-low-field NMR superconducting qubits

저자

  • Kiwoong Kim [ 김기웅 | Chungbuk National University ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) [The Korean Society of Superconductivity and Cryogenics (KSSC)]
  • 설립연도
    1998
  • 분야
    공학>전기공학
  • 소개
    21세기 핵심기술인 초전도공학과 저온공학분야의 기술 수준을 향상시키고, 선진 외국의 관련 학회와의 국제 교류 뿐만 아니라 이 분야에서 산.학.연의 학술활동 및 기술교류의 구심점으로의 그 역할을 성실히 수행하고자 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) [Progress in Superconductivity and Cryogenics]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1229-3008
  • eISSN
    2287-6251
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재,SCOPUS
  • 십진분류
    KDC 427 DDC 537

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