論文の概要: Design of a Specialized Low Noise Amplifier for Enhancing Non-Classicality in Quantum Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08032v1
- Date: Thu, 15 Aug 2024 08:58:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-16 14:26:13.355343
- Title: Design of a Specialized Low Noise Amplifier for Enhancing Non-Classicality in Quantum Applications
- Title（参考訳）: 量子応用における非古典性向上のための特殊化低雑音増幅器の設計
- Authors: Ahmad Salmanogli,
- Abstract要約: 本稿では,量子応用に特化した低雑音増幅器の設計と解析について述べる。
主な目的は、Cバンド周波数範囲 (4-8 GHz) 内のノイズフィギュアを最小化し、量子信号の非古典性を誘導することである。
HEMTの単純化されたモデルを用いた回路の量子解析により、その非線形特性に関する洞察が明らかになった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In this study, we present the design and analysis of a Low Noise Amplifier tailored specifically for quantum applications. We selected the HEMT for its unique noise reduction properties, crucial for quantum engineering. The main goal is to minimize the noise figure within the C-band frequency range (4-8 GHz) to induce nonclassicality in quantum signals. While achieving a noise figure of less than 0.065 dB within this band, we recognized the trade-off with gain, mitigated by incorporating additional stages to maintain noise figure at optimal levels. Quantum analysis of the circuit, employing a simplified model of HEMT due to its complexity, revealed insights into its nonlinear properties and interactions between circuit components and environmental factors. Leveraging Qutip toolbox in Python, we conducted time-evolution analysis of the system, revealing the circuit's behavior as an open quantum system under cryogenic conditions. Our investigation extends to quantifying quantum correlation (quantum discord) and its relationship with noise figure, posing important questions regarding the direct impact of its minimization on circuit nonclassicality at cryogenic temperatures. This comprehensive study sheds light on the intricate interplay between circuit design, and its influence on the relationship between the noise figure and quantum correlation.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,量子応用に特化した低雑音増幅器の設計と解析について述べる。
我々は、HEMTを独自のノイズ低減特性として選択し、量子工学に不可欠である。
主な目的は、Cバンド周波数範囲 (4-8 GHz) 内のノイズフィギュアを最小化し、量子信号の非古典性を誘導することである。
この帯域内で0.065dB未満のノイズフィギュアを達成する一方で、ゲインとのトレードオフを認識し、最適なレベルのノイズフィギュアを維持するために追加のステージを組み込むことによって緩和した。
HEMTの単純化されたモデルを用いた回路の量子解析により、その非線形特性と回路成分と環境因子との相互作用に関する知見が明らかになった。
PythonでQutipツールボックスを活用することで,極低温条件下でのオープン量子システムとしての回路の挙動を明らかにするとともに,システムの時間進化解析を行った。
我々の研究は、量子相関(量子不協和)とノイズフィギュアとの関係を定量化し、その最小化が極低温における回路非古典性に与える影響について重要な疑問を投げかけた。
この包括的研究は、回路設計間の複雑な相互作用とノイズフィギュアと量子相関の関係に光を当てる。
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