根据量子国际单位制对电学量进行统一的表述

《Nature Electronics》：A unified realization of electrical quantities from the quantum International System of Units

量子反常霍尔电阻与可编程约瑟夫森电压标准整合实现伏特欧姆安培统一测量，量子电压输出0.24-6.5mV不确定度3μV/V，电流测量9.33-252nA最低不确定度4.3μA/A。

　　

摘要

在修订后的国际单位制（SI）中，欧姆和伏特是通过冯·克利青常数（von Klitzing constant）和约瑟夫森常数（Josephson constant）来定义的；而安培则可以通过将欧姆定律直接应用于量子霍尔效应（quantum Hall effect）和约瑟夫森效应（Josephson effect）来实际实现。因此，可以制造出一种能够同时实现这三个基本电学单位的仪器，但这样的系统的开发仍然具有挑战性。在这里，我们报道了一种将量子反常霍尔电阻器（Quantum Anomalous Hall Resistor, QAHR）和可编程约瑟夫森电压标准器（Programmable Josephson Voltage Standard, PJVS）集成在同一低温容器中的方法，从而实现了伏特、欧姆和安培的统一测量。我们的系统能够输出0.24 mV至6.5 mV之间的量子电压，其综合相对不确定度低至3 μV/V^?1。QAHR在零磁场条件下实现了欧姆的定义，其不确定度约为1 μΩ/Ω^?1。我们利用QAHR将纵向电流转换为量子化的霍尔电压，然后直接与PJVS进行比较以确定安培的值。我们测量的电流范围为9.33–252 nA，其中最低不确定度为4.3 μA/A^?1（对应电流为83.9 nA时）。对于其他电流值，由于PJVS的微波偏置隔离不完善，存在系统误差，其范围为?10 μA/A^?1至?30 μA/A^?1。