論文の概要: Kinetic Inductance Parametric Converter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14046v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 05:56:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 18:43:32.371537
- Title: Kinetic Inductance Parametric Converter
- Title（参考訳）: 動インダクタンスパラメトリックコンバータ
- Authors: M. Khalifa, P. Feldmann, J. Salfi,
- Abstract要約: パラメトリックコンバータは、量子コンピューティングとセンシングにおけるマイクロ波信号の増幅とスキューズに使用される。
現在の装置では、ジョセフソン接合の強い局所化非線形性は増幅とスクイーズを制限している。
弱い分散非線形性は、汚れた超伝導体の運動インダクタンス(KI)ナノワイヤとして実装された場合、より高利得とダイナミックレンジを提供できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Parametric converters are parametric amplifiers that mix two spatially separate nondegenerate modes and are commonly used for amplifying and squeezing microwave signals in quantum computing and sensing. In Josephson parametric converters, the strong localized nonlinearity of the Josephson Junction limits the amplification and squeezing, as well as the dynamic range, in current devices. In contrast, a weak distributed nonlinearity can provide higher gain and dynamic range, when implemented as a kinetic inductance (KI) nanowire of a dirty superconductor, and has additional benefits such as resilience to magnetic field, higher-temperature operation, and simplified fabrication. Here, we propose, demonstrate, and analyze the performance of a KI parametric converter that relies on the weak distributed nonlinearity of a KI nanowire. The device utilizes three-wave mixing induced by a DC current bias. We demonstrate its operation as a nondegenerate parametric amplifier with high phase-sensitive gain, reaching two-mode amplification and deamplification of $\sim$30 dB for two resonances separated by 0.8 GHz, in excellent agreement with our theory of the device. We observe a dynamic range of -108~dBm at 30 dB gain. Our device can significantly broaden applications of quantum-limited signal processing devices including phase-preserving amplification and two-mode squeezing.
- Abstract（参考訳）: パラメトリックコンバータ(英: Parametric converter)は、2つの空間的に分離された非退化モードを混合するパラメトリック増幅器であり、一般に量子コンピューティングやセンシングにおいてマイクロ波信号を増幅・スキューズするために使用される。
ジョセフソンパラメトリック変換器において、ジョセフソンジャンクションの強い局所化非線形性は、現在のデバイスにおける増幅とスクイージングおよびダイナミックレンジを制限する。
対照的に、弱い分散非線形性は、汚れた超伝導体の運動インダクタンス(KI)ナノワイヤとして実装される場合、より高利得とダイナミックレンジを提供することができ、磁場に対するレジリエンス、高温動作、簡易な製造などの利点がある。
本稿では,KIナノワイヤの弱い分散非線形性に依存するKIパラメトリックコンバータの性能について,実験,解析を行った。
直流電流バイアスによって誘導される3波混合を利用する。
位相感度の高い高利得を有する非退化パラメトリック増幅器として動作し, 0.8GHzで分離した2つの共振器に対する2モード増幅とデアンプの$\sim$30 dBに達した。
我々は30dBのゲインで108~dBmのダイナミックレンジを観測した。
我々の装置は、位相保存増幅や2モードのスクイーズを含む量子制限信号処理装置の応用を大幅に拡張することができる。
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