論文の概要: Broadband SNAIL parametric amplifier with microstrip impedance transformer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15334v1
• Date: Thu, 27 Oct 2022 11:15:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 08:12:57.166605
• Title: Broadband SNAIL parametric amplifier with microstrip impedance transformer
• Title（参考訳）: マイクロストリップインピーダンストランスを用いた広帯域SNAILパラメトリック増幅器
• Authors: D. Ezenkova, D. Moskalev, N. Smirnov, A. Ivanov, A. Matanin, V. Polozov, V. Echeistov, E. Malevannaya, A. Samoilov, E. Zikiy and I. Rodionov
• Abstract要約: 超伝導非線形非対称誘導素子に基づく量子制限3波混合パラメトリック増幅器を提案する。 現行のポンポンモードで動作し、300MHzの帯域幅で平均17ドル(約1万2000円)の利得を実験的に実証します。 増幅器は1つの電子ビームリソグラフィーステップだけで簡単な技術で製造することができる。
• 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: Josephson parametric amplifiers have emerged as a promising platform for quantum information processing and squeezed quantum states generation. Travelling wave and impedance-matched parametric amplifiers provide broad bandwidth for high-fidelity single-shot readout of multiple qubit superconducting circuits. Here, we present a quantum-limited 3-wave-mixing parametric amplifier based on superconducting nonlinear asymmetric inductive elements (SNAILs), whose useful bandwidth is enhanced with an on-chip two-section impedance-matching circuit based on microstrip transmission lines. The amplifier dynamic range is increased using an array of sixty-seven SNAILs with 268 Josephson junctions, forming a nonlinear quarter-wave resonator. Operating in a current-pumped mode, we experimentally demonstrate an average gain of $17 dB$ across $300 MHz$ bandwidth, along with an average saturation power of $- 100 dBm$, which can go as high as $- 97 dBm$ with quantum-limited noise performance. Moreover, the amplifier can be fabricated using a simple technology with just a one e-beam lithography step. Its central frequency is tuned over a several hundred megahertz, which in turn broadens the effective operational bandwidth to around $1.5 GHz$.
• Abstract（参考訳）: ジョセフソンパラメトリック増幅器は量子情報処理と量子状態生成のための有望なプラットフォームとして登場した。 進行波とインピーダンス整合パラメトリック増幅器は、複数の量子ビット超電導回路の高忠実度単発読み出しに広い帯域幅を提供する。 本稿では,超伝導非線形非対称誘導素子(SNAIL)に基づく量子制限型3波混合パラメトリック増幅器について述べる。 増幅器のダイナミックレンジは、268個のジョセフソン接合を持つ67個のSNAILを用いて増加し、非線形四分波共振器を形成する。 現在の入力モードで動作し、300 mhz$の帯域幅で平均17 db$、平均飽和電力が100 dbm$、量子制限ノイズ性能で最大97 dbm$となることを実験的に実証した。 さらに、増幅器は1つのeビームリソグラフィステップだけで簡単な技術で製造することができる。 中央周波数は数百メガヘルツで調整され、それによって運用帯域幅は1.5ghz程度に拡大される。

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