論文の概要: A fast and large bandwidth superconducting variable coupler

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.09442v1
• Date: Wed, 18 Nov 2020 18:20:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-23 19:18:49.424651
• Title: A fast and large bandwidth superconducting variable coupler
• Title（参考訳）: 高速かつ大帯域超伝導可変カプラ
• Authors: Hung-Shen Chang, Kevin J. Satzinger, Youpeng Zhong, Audrey Bienfait, Ming-Han Chou, Christopher R. Conner, \'Etienne Dumur, Joel Grebel, Gregory A. Peairs, Rhys G. Povey, Andrew N. Cleland
• Abstract要約: 超電導ジョセフソン接合をベースとしたカプラは、高速スイッチングによる無散逸運転のために設計することができる。 これらはマイクロ波光子のオンチップで量子コヒーレントなルーティングを可能にする。
• 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: Variable microwave-frequency couplers are highly useful components in classical communication systems, and likely will play an important role in quantum communication applications. Conventional semiconductor-based microwave couplers have been used with superconducting quantum circuits, enabling for example the in situ measurements of multiple devices via a common readout chain. However, the semiconducting elements are lossy, and furthermore dissipate energy when switched, making them unsuitable for cryogenic applications requiring rapid, repeated switching. Superconducting Josephson junction-based couplers can be designed for dissipation-free operation with fast switching and are easily integrated with superconducting quantum circuits. These enable on-chip, quantum-coherent routing of microwave photons, providing an appealing alternative to semiconductor switches. Here, we present and characterize a chip-based broadband microwave variable coupler, tunable over 4-8 GHz with over 1.5 GHz instantaneous bandwidth, based on the superconducting quantum interference device (SQUID) with two parallel Josephson junctions. The coupler is dissipation-free, features large on-off ratios in excess of 40 dB, and the coupling can be changed in about 10 ns. The simple design presented here can be readily integrated with superconducting qubit circuits, and can be easily generalized to realize a four- or more port device.
• Abstract（参考訳）: 可変マイクロ波カプラは、古典的な通信システムにおいて非常に有用なコンポーネントであり、量子通信アプリケーションにおいて重要な役割を果たす可能性が高い。 従来の半導体ベースのマイクロ波カプラは超伝導量子回路で使われており、例えば共通の読み出しチェーンを介して複数のデバイスがその場で測定できる。 しかし、半導体素子は損失が多く、スイッチング時にさらにエネルギーを散逸させるため、急速かつ繰り返しスイッチングを必要とする極低温用途には適さない。 超伝導ジョセフソン接合をベースとしたカプラは、高速スイッチングによる無散逸動作のために設計でき、超伝導量子回路と容易に統合できる。 これらはオンチップで量子コヒーレントなマイクロ波光子のルーティングを可能にし、半導体スイッチの代替となる。 本稿では,2つの並列ジョセフソン接合を持つ超伝導量子干渉デバイス(squid)に基づいて,1.5ghz超の瞬時帯域幅を持つ4-8ghz超の波長可変マイクロ波可変カプラを提案する。 カプラは消散性がなく、40dBを超える大きなオンオフ比を持ち、約10nsでカップリングを変更することができる。 ここで示した単純な設計は超伝導量子ビット回路と容易に統合することができ、4つ以上のポートデバイスを実現するために簡単に一般化することができる。

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