論文の概要: Operating a passive on-chip superconducting circulator: device control and quasiparticle effects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02759v2
• Date: Fri, 24 Dec 2021 04:10:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 07:43:21.005496
• Title: Operating a passive on-chip superconducting circulator: device control and quasiparticle effects
• Title（参考訳）: 受動オンチップ超伝導循環器の動作:デバイス制御と準粒子効果
• Authors: Dat Thanh Le, Clemens Muller, Rohit Navarathna, Arkady Fedorov, and T. M. Stace
• Abstract要約: マイクロ波循環器は超伝導回路に基づく量子技術において重要な役割を果たしている。 オンチップ超伝導循環器の有望な設計の一つは、受動ジョセフソン接合リングに基づいている。 このような装置の動作上の問題として,回路チューニングと準粒子トンネルの効果について考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Microwave circulators play an important role in quantum technology based on superconducting circuits. The conventional circulator design, which employs ferrite materials, is bulky and involves strong magnetic fields, rendering it unsuitable for integration on superconducting chips. One promising design for an on-chip superconducting circulator is based on a passive Josephson-junction ring. In this paper, we consider two operational issues for such a device: circuit tuning and the effects of quasiparticle tunneling. We compute the scattering matrix using adiabatic elimination and derive the parameter constraints to achieve optimal circulation. We then numerically optimize the circulator performance over the full set of external control parameters, including gate voltages and flux bias, to demonstrate that this multi-dimensional optimization converges quickly to find optimal working points. We also consider the possibility of quasiparticle tunneling in the circulator ring and how it affects signal circulation. Our results form the basis for practical operation of a passive on-chip superconducting circulator made from a ring of Josephson junctions.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波循環器は超伝導回路に基づく量子技術において重要な役割を果たす。 従来の循環器の設計はフェライト材料を採用しており、バルク状であり強磁場を伴い、超伝導チップへの集積には適さない。 オンチップ超伝導循環器の有望な設計は、受動ジョセフソン接合環に基づいている。 本稿では,回路チューニングと準粒子トンネル効果の2つの運用課題について考察する。 断熱除去を用いて散乱行列を計算し,パラメータ制約を導出し,最適循環を実現する。 次に、ゲート電圧やフラックスバイアスを含む外部制御パラメータの完全なセットに対して循環器性能を数値的に最適化し、この多次元最適化が迅速に収束して最適作業点を求めることを示す。 また、循環器リングにおける準粒子トンネルの可能性と、それが信号循環に与える影響についても検討する。 この結果は,ジョセフソン接合からなる受動オンチップ超電導循環器の実用運用の基礎となる。

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