趨勢觀察：超導量子干涉器件相關研究發展態勢與啟示*

超導量子干涉器件（superconducting quantum interference device，SQUID）是指由 1 個或 2 個約瑟夫森結（Josephson junction）和超導體組成的閉合環路構成的器件，主要融合了約瑟夫森隧道效應和磁通量子化原理制作而成的高精度磁傳感器。

目前，量子科技發展已經成為我國未來在高技術領域發展的重要內容；作為其中重要技術之一，SQUID 與應用系統技術突破將是未來我國高技術發展的重點領域；全面梳理 SQUID 研究方向與態勢將為我國未來在相關領域的發展設計提供有力支撐。

1 超導量子干涉器件相關研究發展態勢

SQUID 具有 4 個特點：①接近量子極限的磁探測靈敏度，可以探測低至 10——15 T·Hz-1/2的磁場信號；②很寬的頻響特性，超導體對磁場而非磁場變化率產生響應，因而可以探測直流到 GHz 的信號，通常測試系統的頻響受讀出電路的限制，一般可達 10——100 MHz 量級；③很大的動態范圍，動態范圍很容易達到 130 dB 水平，磁信號幅度變化 6——7 個量級不會影響系統的工作穩定性；④很高的線性響應特性①鄭東寧. 超導量子干涉器件. 物理學報, 2021, 70(1): 018502.。20 世紀 60 年代出現以來，其相關研究一直在不斷地持續開展。2012——2021 年，該領域科學引文索引（SCI）與科技會議錄索引（CPCI）數據庫收錄的 5 106 篇核心論文顯示，美國、德國、中國、日本、印度、法國、英國、俄羅斯、意大利等多個國家在此領域的研究非?；钴S。作為最靈敏的磁探測器件之一，SQUID 在眾多領域的應用研究已經取得顯著進步，發揮著難以替代的作用。

1.1 作為科學儀器，SQUID 廣泛應用于基礎科學研究

基于 SQUID 的低溫射頻放大器可具有接近量子極限的噪聲水平，在諸如暗物質探測等基礎科學領域中扮演著重要的角色?！?br>