論文の概要: Current detection using a Josephson parametric upconverter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.02521v1
- Date: Wed, 8 Jan 2020 13:39:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-13 13:15:14.782367
- Title: Current detection using a Josephson parametric upconverter
- Title(参考訳): ジョセフソンパラメトリックアップコンバータを用いた電流検出
- Authors: Felix E. Schmidt, Daniel Bothner, Ines C. Rodrigues, Mario F. Gely,
Mark D. Jenkins, and Gary A. Steele
- Abstract要約: 超伝導マイクロ波空洞におけるジョセフソンパラメトリックアップコンバージョン法に基づいて電流センサの設計, 測定, 解析を行う。
我々は小電流の高感度・周波数多重出力を可能にするキャビティから変調サイドバンドを観測する。
我々は、幅広いバイアス電流、デチューニング、入力パワーで測定を再現する分析モデルを導出する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present the design, measurement and analysis of a current sensor based on
a process of Josephson parametric upconversion in a superconducting microwave
cavity. Terminating a coplanar waveguide with a nanobridge constriction
Josephson junction, we observe modulation sidebands from the cavity that enable
highly sensitive, frequency-multiplexed output of small currents for
applications such as transition-edge sensor array readout. We derive an
analytical model to reproduce the measurements over a wide range of bias
currents, detunings and input powers. Tuning the frequency of the cavity by
more than \SI{100}{\mega\hertz} with DC current, our device achieves a minimum
current sensitivity of \SI{8.9}{\pico\ampere\per\sqrt{\hertz}}. Extrapolating
the results of our analytical model, we predict an improved device based on our
platform, capable of achieving sensitivities down to
\SI{50}{\femto\ampere\per\sqrt{\hertz}}}, or even lower if one could take
advantage of parametric amplification in the Josephson cavity. Taking advantage
of the Josephson architecture, our approach can provide higher sensitivity than
kinetic inductance designs, and potentially enables detection of currents
ultimately limited by quantum noise.
- Abstract(参考訳): 本稿では, 超伝導マイクロ波共振器におけるジョセフソンパラメトリックアップコンバージョン法に基づく電流センサの設計, 測定および解析について述べる。
ナノブリッジ収縮ジョセフソン接合を用いたコプラナー導波路の導波路を定位し, 極小電流の高感度・周波数多重出力を実現するキャビティから変調側バンドを観察する。
我々は,幅広いバイアス電流,調律,入力パワーで測定値を再現する解析モデルを導出する。
キャビティの周波数を、直流電流で \SI{100}{\mega\hertz} 以上の周波数で調整すると、このデバイスは \SI{8.9}{\pico\ampere\per\sqrt{\hertz}} の最小電流感度を達成する。
解析モデルの結果を外挿し,我々のプラットフォームに基づく改良されたデバイスを予測し,ジョセフソン空洞のパラメトリック増幅を活用できれば,SI{50}{\femto\ampere\per\sqrt{\hertz}}}まで感度を下げることができる。
ジョセフソン・アーキテクチャの利点を生かして、この手法は運動論的インダクタンス設計よりも高い感度を提供し、量子ノイズによる電流検出を可能にする。
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