論文の概要: Wideband Josephson Parametric Isolator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.08563v2
• Date: Mon, 24 Apr 2023 17:19:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-25 23:09:23.023058
• Title: Wideband Josephson Parametric Isolator
• Title（参考訳）: 広帯域ジョセフソンパラメトリックアイソレータ
• Authors: M. A. Beck, M. Selvanayagam, A. Carniol, S. Cairns, C. P. Mancini
• Abstract要約: 直流超電導量子干渉素子(DC--SQUID)を用いた2ポート分離集積回路を提案する。 複数の直流-SQUIDを多極共振器反転フィルタ構造に埋め込むと、直流-SQUIDのフラックスポンプによる3波混合により指向性マイクロ波電力の流れが得られることを示す。
• 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: The cryogenic hardware required to build a superconducting qubit based quantum computer demands a variety of microwave components. These elements include microwave couplers, filters, amplifiers, and circulators/isolators. Traditionally implemented as discrete components, integration of this peripheral hardware, in an effort to reduce overall footprint, thermal load, and added noise, is a key challenge to scaling modern quantum processors with qubit counts climbing over the 100+ mark. Ferrite--based microwave isolators, generally employed in the readout chain to decouple qubits and resonators from readout electronics, persist as one of the volumetrically largest devices still utilized as discrete components. Here we present an alternative two--port isolating integrated circuit derived from the DC Superconducting Quantum Interference Device (DC--SQUID). Non--reciprocal transmission is achieved using the three--wave microwave mixing properties of a flux-modulated DC--SQUID. We show that when multiple DC--SQUIDs are embedded in a multi--pole admittance inverting filter structure, the three--wave mixing derived from the flux pumping of the DC--SQUIDs can provide directional microwave power flow. For a three--pole filter device, we experimentally demonstrate a directionality greater than 15 dB over a 600 MHz bandwidth.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットベースの量子コンピュータを構築するために必要な低温ハードウェアは、様々なマイクロ波部品を必要とする。 これらの要素にはマイクロ波カプラ、フィルタ、増幅器、循環器/アイソレータが含まれる。 従来の離散的なコンポーネントとして実装されたこの周辺ハードウェアの統合は、全体のフットプリント、熱負荷、ノイズの追加を削減し、量子ビット数が100以上の量子プロセッサをスケールアップする上で重要な課題である。 Ferrite--based microwave isolators, generally employed in the readout chain to decouple qubits and resonators from readout electronics, persist as one of the volumetrically largest devices still utilized as discrete components. Here we present an alternative two--port isolating integrated circuit derived from the DC Superconducting Quantum Interference Device (DC--SQUID). Non--reciprocal transmission is achieved using the three--wave microwave mixing properties of a flux-modulated DC--SQUID. We show that when multiple DC--SQUIDs are embedded in a multi--pole admittance inverting filter structure, the three--wave mixing derived from the flux pumping of the DC--SQUIDs can provide directional microwave power flow. For a three--pole filter device, we experimentally demonstrate a directionality greater than 15 dB over a 600 MHz bandwidth.

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