論文の概要: Design of Ultra-Low Noise Amplifier for Quantum Applications (QLNA)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.15358v3
• Date: Wed, 17 May 2023 06:46:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 21:25:31.008387
• Title: Design of Ultra-Low Noise Amplifier for Quantum Applications (QLNA)
• Title（参考訳）: 量子アプリケーション用超低雑音増幅器(QLNA)の設計
• Authors: Ahmad Salmanogli
• Abstract要約: 本稿では、主に量子アプリケーションで使用可能な超低雑音増幅器の設計を強調する。 設計回路はノイズフィギュアとその改善に集中しており、量子関連アプリケーションの場合、回路ノイズ温度は約0.4Kである。 その結果, 10Kで動作している回路のユニークな設計のために, 0.009dBのノイズフィギュアに到達する可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The present article mainly emphasizes the design of the ultra-low-noise amplifier that can be used in quantum applications. The design circuit concentrates on the noise figure and its improvement, because for quantum-associated applications, the circuit noise temperature should be around 0.4 K. It means that the designed circuit is comparable with the Josephson Junction amplifier. Although this task seems to be highly challenging, this work focuses on engineering the circuit, minimizing the mismatch and reflection coefficients in the circuit, and enhancing the circuit transconductance to improve the noise figure in the circuit as efficiently as possible. The results indicated the possibility of reaching the noise figure around 0.009 dB for a unique design of the circuit operating at 10 K. Unlike the traditional way, herein, the circuit is analyzed using quantum mechanical theory to analyze the circuit completely. The derived relationship using quantum theory reveals that which quantities the design should focus on to optimize the noise figure. For instance, the circuit gain power as a critical quantity dependent on the circuit photonic modes is theoretically derived by which the noise figure is directly affected. Finally, merging quantum theory with engineering approaches leads to designing a highly efficient circuit for strongly minimizing noise figure.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、主に量子アプリケーションで使用可能な超低雑音増幅器の設計を強調する。 設計回路はノイズフィギュアとその改善に集中しており、量子関連アプリケーションの場合、回路ノイズ温度は0.4K程度でなければならない。 この課題は非常に難しいと思われるが、本研究は回路の設計、回路のミスマッチと反射係数の最小化、回路トランスコンダクタンスの向上、回路のノイズフィギュアを可能な限り効率的に改善することに焦点を当てている。 その結果,10kで動作する回路のユニークな設計のために,0.009db程度のノイズフィギュアに到達する可能性が示唆された。 量子理論を用いた導出関係は、ノイズフィギュアを最適化するために設計がどの量に集中すべきかを明らかにする。 例えば、回路フォトニックモードに依存する臨界量としての回路利得電力は、ノイズ図形が直接影響を受ける理論的に導出される。 最後に、量子理論と工学的アプローチを融合することで、ノイズフィギュアを極力最小化する高効率回路を設計する。

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