論文の概要: Quantum Dot-Based Parametric Amplifiers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.11825v2
• Date: Thu, 2 Dec 2021 15:48:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 02:16:12.307296
• Title: Quantum Dot-Based Parametric Amplifiers
• Title（参考訳）: 量子ドット型パラメトリック増幅器
• Authors: Laurence Cochrane, Theodor Lundberg, David J. Ibberson, Lisa Ibberson, Louis Hutin, Benoit Bertrand, Nadia Stelmashenko, Jason W. A. Robinson, Maud Vinet, Ashwin A. Seshia, M. Fernando Gonzalez-Zalba
• Abstract要約: 量子制限ノイズ性能に近づいたジョセフソンパラメトリック増幅器(JPAs)は超伝導量子ビットの高忠実な読み出しを可能にし、最近では半導体量子ドット(QD)も実現している。 電子2レベル系における量子容量は、パラメトリック増幅のための代替の散逸のない非線形素子を提供することができる。 1.8GHz超伝導ランプ素子マイクロ波空洞に埋没したCMOSナノワイヤスプリットゲートトランジスタにおけるQD-Reservoir電子遷移を用いた位相感度パラメトリック増幅実験を行った。
• 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: Josephson parametric amplifiers (JPAs) approaching quantum-limited noise performance have been instrumental in enabling high fidelity readout of superconducting qubits and, recently, semiconductor quantum dots (QDs). We propose that the quantum capacitance arising in electronic two-level systems (the dual of Josephson inductance) can provide an alternative dissipation-less non-linear element for parametric amplification. We experimentally demonstrate phase-sensitive parametric amplification using a QD-reservoir electron transition in a CMOS nanowire split-gate transistor embedded in a 1.8~GHz superconducting lumped-element microwave cavity, achieving parametric gains of -3 to +3 dB, limited by Sisyphus dissipation. Using a semi-classical model, we find an optimised design within current technological capabilities could achieve gains and bandwidths comparable to JPAs, while providing complementary specifications with respect to integration in semiconductor platforms or operation at higher magnetic fields.
• Abstract（参考訳）: 量子制限ノイズ性能に近づくジョセフソンパラメトリック増幅器(jpa)は、超伝導量子ビットの高忠実性読み出しと、最近では半導体量子ドット(qds)の実現に役立っている。 電子2レベル系(ジョセフソンインダクタンスの双対)で生じる量子容量は、パラメトリック増幅のための代替の散逸のない非線形素子を提供することができる。 1.8〜GHzの超伝導ラムド素子マイクロ波空洞に埋め込まれたCMOSナノワイヤスプリットゲートトランジスタのQD-Reservoir電子遷移を用いた位相依存性パラメトリック増幅を実験的に実証し,Sisyphus散逸によって制限された-3〜3dBのパラメトリックゲインを実現する。 半古典的モデルを用いて、現在の技術能力で最適化された設計は、JPAに匹敵する利得と帯域幅を達成でき、半導体プラットフォームへの統合や高磁場での操作に関して補完的な仕様を提供する。

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