論文の概要: Optimizing the pump coupling for a three-wave mixing Josephson parametric amplifier

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.07208v1
• Date: Mon, 11 Nov 2024 18:33:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-12 14:08:43.681966
• Title: Optimizing the pump coupling for a three-wave mixing Josephson parametric amplifier
• Title（参考訳）: 3波混合ジョセフソンパラメトリック増幅器のポンプ結合の最適化
• Authors: Wei Dai, Gangqiang Liu, Vidul Joshi, Alessandro Miano, Volodymyr Sivak, Shyam Shankar, Michel H. Devoret,
• Abstract要約: マイクロ波フィルタを用いた3波混合JPAのポンプ結合方式の最適化について検討する。 我々は、SNAILベースのJPAにおいて、対応するフィルタ設計を実装し、電力効率とポンプ漏れ抑制の双方において、3桁以上の改善点を示す。 フィルタ結合型JPAはポンプポートから入力される雑音に対してより堅牢であり,ポンプポートの有効雑音温度が最大4Kの付加雑音性能に有意な変化は示さないことを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.17740632238939
• License:
• Abstract: Josephson element-based parametric amplifiers (JPAs) typically require rf pump power that is several orders of magnitude stronger than the maximum signal power they can handle. The low power efficiency and strong pump leakage towards signal circuitry could be critical concerns in application. In this work, we discuss how to optimize the pump coupling scheme for a three-wave mixing JPA by employing microwave filtering techniques, with the goal of maximizing the pump power efficiency and minimize pump leakage without sacrificing other properties of interest. We implement the corresponding filter design in a SNAIL-based JPA and demonstrate more than three orders of magnitude improvement in both power efficiency and pump leakage suppression compared to a similar device with regular capacitive coupling, while maintaining state-of-the-art dynamic range and near-quantum-limited noise performance. Furthermore, we show experimentally that the filter-coupled JPA is more robust against noise input from the pump port, exhibiting no significant change in added noise performance with up to 4 K of effective noise temperature at the pump port.
• Abstract（参考訳）: ジョセフソン素子ベースのパラメトリック増幅器(JPAs)は通常、扱える最大信号出力よりも数桁強いrfポンプ出力を必要とする。 低電力効率と信号回路への強いポンプリークは、応用において重要な懸念事項である。 本研究では,マイクロ波フィルタ技術を用いて3波混合JPAのポンプカップリング方式を最適化し,ポンプの効率を最大化し,ポンプリークを最小限に抑えることを目的として検討する。 我々は、SNAILベースのJPAにおいて、対応するフィルタ設計を実装し、定常的な容量結合を持つ類似装置と比較して、電力効率とポンプ漏れ抑制の両面において3桁以上の改善を示しながら、最先端のダイナミックレンジとほぼ量子制限ノイズ性能を維持した。 さらに, フィルタ結合型JPAはポンプポートから入力される雑音に対してより頑健であり, ポンプポートの有効雑音温度が最大4Kの付加雑音性能に有意な変化は示さないことを示した。

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