論文の概要: A 4-8 GHz Kinetic Inductance Travelling-Wave Parametric Amplifier Using Four-Wave Mixing with Near Quantum-Limit Noise Performance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.11751v1
• Date: Mon, 19 Feb 2024 00:42:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-20 19:08:57.376317
• Title: A 4-8 GHz Kinetic Inductance Travelling-Wave Parametric Amplifier Using Four-Wave Mixing with Near Quantum-Limit Noise Performance
• Title（参考訳）: 近接量子限界雑音特性を持つ4波混合を用いた4-8GHzの動特性インダクタンスパラメトリック増幅器
• Authors: Farzad Faramarzi, Ryan Stephenson, Sasha Sypkens, Byeong H. Eom, Henry LeDuc, and Peter Day
• Abstract要約: 動インダクタンス進行波パラメトリック増幅器(KI-TWPA)は、量子制限感度に近づき、比較的高いダイナミックレンジを有する広い瞬時帯域を有する。 本研究では,NbTiNマイクロストリップ伝送線路における4波長混合に基づくKI-TWPAの設計,製造,性能について述べる。
• 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: Kinetic inductance traveling-wave parametric amplifiers (KI-TWPA) have a wide instantaneous bandwidth with near quantum-limited sensitivity and a relatively high dynamic range. Because of this, they are suitable readout devices for cryogenic detectors and superconducting qubits and have a variety of applications in quantum sensing. This work discusses the design, fabrication, and performance of a KI-TWPA based on four-wave mixing in a NbTiN microstrip transmission line. This device amplifies a signal band from 4 to 8~GHz without contamination from image tones, which are produced in a separate higher frequency band. The 4 - 8~GHz band is commonly used to read out cryogenic detectors, such as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) and Josephson junction-based qubits. We report a measured maximum gain of over 20 dB using four-wave mixing with a 1-dB gain compression point of -58 dBm at 15 dB of gain over that band. The bandwidth and peak gain are tunable by adjusting the pump-tone frequency and power. Using a Y-factor method, we measure an amplifier-added noise of $ 0.5 \leq N_{added} \leq 1.5$ photons from 4.5 - 8 GHz.
• Abstract（参考訳）: 動インダクタンス進行波パラメトリック増幅器(KI-TWPA)は、量子制限感度に近づき、比較的高いダイナミックレンジを有する。 このため、低温検出器や超伝導量子ビットに適した読み出し装置であり、量子センシングにも様々な応用がある。 本研究では,NbTiNマイクロストリップ伝送線路における4波長混合に基づくKI-TWPAの設計,製造,性能について述べる。 別個の高周波数帯域で発生する画像トーンから汚染されることなく、4〜8〜GHzの信号帯域を増幅する。 4～8ghz帯は、マイクロ波速度インダクタンス検出器(mkids)やジョセフソンジャンクションベースの量子ビットなどの極低温検出器を読み出すためによく用いられる。 1-dBゲイン圧縮点が-58dBmの4波長混合による最大ゲイン20dB以上を,そのバンドよりも15dBのゲイン15dBで測定した。 帯域幅とピークゲインは、ポンプ音の周波数と電力を調整することで調整可能である。 また、Y-factor法を用いて、4.5 - 8GHzの1.5$光子の増幅器付加雑音を測定した。

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