論文の概要: Supercurrent Multiplexing with Solid-State Integrated Hybrid Superconducting Electronics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11721v1
• Date: Tue, 15 Oct 2024 15:54:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-16 14:00:29.928761
• Title: Supercurrent Multiplexing with Solid-State Integrated Hybrid Superconducting Electronics
• Title（参考訳）: 固体集積型ハイブリッド超電導エレクトロニクスを用いた超電流多重化
• Authors: Alessandro Paghi, Laura Borgongino, Simone Tortorella, Giorgio De Simoni, Elia Strambini, Lucia Sorba, Francesco Giazotto,
• Abstract要約: 1入出力8出力ハイブリッド超電導デマルチプレクサを用いた超電流TDMを初めて報告した。 超伝導デマルチプレクサは、50mKで100MHzまで動作し、超伝導状態での挿入損失は0dB、50オム整合低温測定装置でのOF/ON比は17.5dBである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
• License:
• Abstract: Time Division Multiplexing (TDM) of cryogenic signal lines is a promising technique that can significantly reduce the required space, minimize the cooldown time, and increase the number of measurable quantum devices per cooldown. Here, we report the TDM of supercurrent with a 1-input-8-outputs voltage-actuated hybrid superconducting demultiplexer for the first time. The device comprises 14 ON/OFF InAsOI-based superconducting Josephson Field Effect Transistors (JoFETs) routed with Al traces. Each JoFET features Al as a superconductor and HfO2 as a gate insulator, and it can entirely suppress the switching current and increase the normal-state resistance by 20 times with a gate voltage of -4.5 V. The superconducting demultiplexer operates up to 100 MHz at 50 mK, features an insertion loss of ~ 0 dB in the superconducting state, and an OFF/ON ratio of ~ 17.5 dB in a 50-Ohm-matched cryogenic measurement setup. The frequency operation range can be extended by designing the demultiplexer with a proper microwave signal transport layout minimizing, at the same time, the impact of the parasitic electrical elements. These achievements open up the practical implementation of superconducting TDM as a key to drastically reducing I/O lines, costs, and space occupation in a cryostat, enabling the scalability of superconducting electronics.
• Abstract（参考訳）: 低温信号線の時間分割多重化(TDM)は、必要な空間を著しく削減し、冷却時間を最小化し、冷却ダウン当たりの計測可能な量子デバイス数を増やすことができる有望な技術である。 本稿では,1入出力8出力ハイブリッド超電導デマルチプレクサを用いた超電流のTDMを初めて報告する。 この装置は、14のOn/OFF InAsOIベースの超伝導体ジョセフソンフィールドエフェクトトランジスタ(JoFET)をAlトレースでルーティングする。 各JoFETは超伝導体としてAlを、ゲート絶縁体としてHfO2を特徴とし、スイッチング電流を完全に抑制し、ゲート電圧-4.5Vで20倍の通常の状態抵抗を増大させることができる。 マイクロ波信号輸送レイアウトの適切なデマルチプレクサを設計し、同時に寄生電気素子の影響を最小限にすることで、周波数操作範囲を拡大することができる。 これらの成果は、超伝導エレクトロニクスのスケーラビリティを実現するために、氷点下でのI/O線、コスト、宇宙占領を大幅に削減する鍵として超伝導TDMの実践的な実装を開放する。

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