論文の概要: Radiatively-cooled quantum microwave amplifiers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02106v1
• Date: Fri, 4 Aug 2023 02:01:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-07 14:13:45.146032
• Title: Radiatively-cooled quantum microwave amplifiers
• Title（参考訳）: 放射冷却量子マイクロ波増幅器
• Authors: Mingrui Xu, Yufeng Wu, Wei Dai, and Hong X. Tang
• Abstract要約: 高温で作動するために放射冷却を用いる量子マイクロ波増幅器を実証する。 この研究は、スケーラブルなマイクロ波量子技術を実現するための重要なステップである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7694182767450455
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Superconducting microwave amplifiers are essential for sensitive signal readout in superconducting quantum processors. Typically based on Josephson Junctions, these amplifiers require operation at milli-Kelvin temperatures to achieve quantum-limited performance. Here we demonstrate a quantum microwave amplifier that employs radiative cooling to operate at elevated temperatures. This kinetic-inductance-based parametric amplifier, patterned from a single layer of high-$T_\mathrm{c}$ NbN thin film\cmt{in the form of a nanobridge}, maintains a high gain and meanwhile enables low added noise of 1.3 quanta when operated at 1.5 Kelvin. Remarkably, this represents only a 0.2 quanta increase compared to the performance at a base temperature of 0.1 Kelvin. By uplifting the parametric amplifiers from the mixing chamber without compromising readout efficiency, this work represents an important step for realizing scalable microwave quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波増幅器は超伝導量子プロセッサにおける感度信号の読み出しに不可欠である。 通常、ジョセフソン接合に基づいて、これらの増幅器は量子制限性能を達成するためにミリケルビン温度での演算を必要とする。 ここでは、放射冷却を用いて高温で動作する量子マイクロ波増幅器を示す。 高いT_\mathrm{c}=NbN薄膜\cmt{inをナノブリッジの形状とする単一層からパターン化した運動インダクタンスに基づくパラメトリック増幅器は、高い利得を維持し、1.5ケルビンで操作すると1.3量子の低付加ノイズを許容する。 特筆すべきは、これは基本温度0.1ケルビンのパフォーマンスと比較して0.2量子量の増加しか示さないことである。 再生効率を損なうことなく混合室からパラメトリック増幅器を上昇させることにより、この研究はスケーラブルなマイクロ波量子技術を実現するための重要なステップである。

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