Technische Universität Ilmenau

Supraleitung und Schaltungen der Quanteninformationsverarbeitung - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 200540 - allgemeine Informationen
Modulnummer200540
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer2117 (Theoretische Elektrotechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Hannes Töpfer
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Theoretische Elektrotechnik

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Absolventen des Moduls:

  • besitzen prinzipielle Kenntnisse zur Supraleitung und zu supraleitenden Materialien

  • sind mit der Elektrodynamik von Supraleitern vertraut

  • besitzen Kenntnis über Effekte bei schwacher Supraleitung / Josephson-Effekte

  • verfügen über Kenntnisse zur Informationsverarbeitung mit quantenbasierten elektronischen Bauelementen

  • sind über energetische Aspekte des binären Schaltens, Limitierungen beim Scaling, Einzelflussquantenelektronik und Qubits in der Quanteninformationsverarbeitung informiert
Inhalt

Supraleitung in der Informationstechnik

.    Überblick zur Supraleitung und über Anwendungen in der Elektronik
.    Grundlegende Tatsachen zur Supraleitung
      o    Klassifizierung der Supraleiter
      o    supraleitende Materialien
.    Theoretische Beschreibungen
      o    London-Theorie
      o    Ginzburg-Landau-Theorie
      o    nichtlokale Situationen
      o    mikroskopische Theorie
.    Elektrodynamik von Supraleitern
      o    stationäre Lösungen
      o    komplexe Leitfähigkeit/Oberflächenimpedanz
o    Leitungsstrukturen
.    Schwache Supraleitung
      o    Tunneleffekte
      o    Verhalten im Magnetfeld
      o    Modellierung von kurzen Josephson-Kontakten
      o    Schaltgeschwindigkeit
      o    Energiebeziehungen
      o    Josephson-Kontakt mit zeitharmonischen Spannungsbias
      o    lange Josephson-Kontakte
      o    Realisierungsformen von Josephson-Kontakten

Schaltungen in der Quanteninformationsverarbeitung

.    Grundlagen der Informationsdarstellung
.    Schaltgeschwindigkeit
.    Energieumsatz
.    Integrationsdichte
.    Datenverarbeitung
.    digitale Signalverarbeitung in Quantensystemen
.    Übergang von der klassischen zur Quantenelektronik
.    resultierende Anforderungen für den Schaltungsentwurf
.    Realisierungen (Einzelelektronentransistor (SET), Einzelflussquantenelektronik (RFSQ),
      Qubit-Konzepte)
.    Ingenieurtechnische Betrachtung existierender quantenelektronischer Schaltungskonzepte
.    physikalische Beschreibungen der Bauelemente
.    Datenverarbeitung
.    Technologische Realisierungen

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Tafelvorlesung, Arbeitsblätter, Folien, z. T. Power Point

Literatur

[1] Buckel, W.: Supraleitung. Wiley-VCH, Berlin, 6., Aufl. 2004
[2] Sawaritzki, N.W.: Supraleitung. Verlag Harri Deutsch, Thun 2002
[3] van Duzer, T.: Principles of superconductive devices and circuits. C. W. Turner, Berkeley/USA, 1991

Lehrevaluation
Spezifik Referenzmodul
ModulnameSupraleitung und Schaltungen der Quanteninformationsverarbeitung
Prüfungsnummer2100879
Leistungspunkte5
SWS4 (4 V, 0 Ü, 0 P)
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 45 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2021
ModulnameSupraleitung und Schaltungen der Quanteninformationsverarbeitung
Prüfungsnummer2100879
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 45 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl