論文の概要: Numerical simulations of Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers
(JTWPAs): comparative study of open-source tools
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12037v1
- Date: Mon, 19 Feb 2024 10:45:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-20 17:04:33.444382
- Title: Numerical simulations of Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers
(JTWPAs): comparative study of open-source tools
- Title（参考訳）: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (JTWPAs) の数値シミュレーション : オープンソースツールの比較研究
- Authors: A. Yu. Levochkina, H. G. Ahmad, P. Mastrovito, I. Chatterjee, D.
Massarotti, D. Montemurro, F. Tafuri, G.P. Pepe and M. Esposito
- Abstract要約: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (JTWPAs) は、マイクロ波系におけるブロードバンドおよび低ノイズ性能の量子技術において主に利用されている。
本稿では,JTWPAの数値シミュレーションに使用可能なオープンソースツールの比較分析について述べる。
この結果は,JTWPAとオープンソースツールの数値シミュレーションのガイドとして機能し,シミュレーションタスクによる利点と欠点を浮き彫りにすることができる。
- 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 Traveling Wave Parametric Amplifiers (JTWPAs) are largely exploited
in quantum technologies for their broadband and low noise performance in the
microwave regime. When one or more microwave tones are applied at the input,
such devices show a complex wave-mixing response due to their intrinsic
nonlinear nature. Numerical simulations of the JTWPAs nonlinear behaviour
provide useful insights not only for the design of such devices, but also for
the interpretation and validation of the experimental results. Here we present
and discuss a comparative analysis of different open-source tools which can be
used for JTWPAs numerical simulations. We focus on two tools for transient
simulations, WRSPICE and PSCAN2, and on one tool for direct simulation of the
frequency domain behaviour, JosephsonCircuit.jl. We describe the working
principle of these three tools and test them considering as a benchmark a JTWPA
based on SNAILs (Superconducting Nonlinear Asymmetric Inductive eLement) with
realistic experimental parameters. Our results can serve as a guide for
numerical simulations of JTWPAs with open-source tools, highlighting advantages
and disadvantages depending on the simulation tasks.
- Abstract（参考訳）: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (JTWPAs) は、マイクロ波系におけるブロードバンドおよび低ノイズ性能の量子技術において主に利用されている。
入力に1つ以上のマイクロ波トーンを印加した場合、そのようなデバイスは固有の非線形性質のために複雑な波動混合応答を示す。
JTWPAの非線形挙動の数値シミュレーションは、これらのデバイスの設計だけでなく、実験結果の解釈と検証にも有用である。
本稿では,JTWPAの数値シミュレーションに使用可能なオープンソースツールの比較分析について述べる。
WRSPICEとPSCAN2という過渡シミュレーションのための2つのツールと、周波数領域の振る舞いを直接シミュレーションする1つのツール、JosephsonCircuit.jlに焦点を当てた。
これら3つのツールの動作原理を記述し、現実的な実験パラメータを持つSNAIL(Superconducting Nonly Asymmetric Inductive eLement)に基づくJTWPAのベンチマークとして検討する。
この結果は,JTWPAとオープンソースツールの数値シミュレーションのガイドとして機能し,シミュレーションタスクによる利点と欠点を強調した。
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