論文の概要: High-Efficiency, Low-Loss Floquet-mode Traveling Wave Parametric Amplifier Characterization and Measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.11812v1
- Date: Fri, 14 Mar 2025 18:58:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-18 12:29:45.829844
- Title: High-Efficiency, Low-Loss Floquet-mode Traveling Wave Parametric Amplifier Characterization and Measurement
- Title（参考訳）: 高効率・低損失フロケットモードトラベリング波パラメトリック増幅器の特性評価と測定
- Authors: Jennifer Wang, Kaidong Peng, Gregory D. Cunningham, Andres Lombo, Alec Yen, Daniela Zaidenberg, William D. Oliver, Kevin P. O'Brien,
- Abstract要約: 第1Floquetモード走行波パラメトリック増幅器(Floquet TWPA)の実験的検討を行った。
Floquet TWPAは、最小分散、量子制限ノイズ性能、ブロードバンド動作を実現する。
これらの汎用Floquet TWPAは、大規模量子システムにおける高速で高忠実な多重読み出しと将来の量子プロセッサとのモノリシックな統合に適している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.70779847450074
- License:
- Abstract: Advancing error-corrected quantum computing and fundamental science necessitates quantum-limited amplifiers with near-ideal quantum efficiency and multiplexing capability. However, existing solutions achieve one at the expense of the other. In this work, we experimentally demonstrate the first Floquet-mode traveling-wave parametric amplifier (Floquet TWPA). Fabricated in a superconducting-qubit process, our Floquet TWPA achieves minimal dissipation, quantum-limited noise performance, and broadband operation. Our device exhibits $>20$-dB amplification over a $3$-GHz instantaneous bandwidth, $<\!0.5$-dB average in-band insertion loss, and the highest-reported intrinsic quantum efficiency for a TWPA of $92.1\pm7.6\%$, relative to an ideal phase-preserving amplifier. When measuring a superconducting qubit, our Floquet TWPA enables a system measurement efficiency of $65.1\pm5.8\%$, the highest-reported in a superconducting qubit readout experiment utilizing phase-preserving amplifiers to the best of our knowledge. These general-purpose Floquet TWPAs are suitable for fast, high-fidelity multiplexed readout in large-scale quantum systems and future monolithic integration with quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 誤り訂正量子コンピューティングと基礎科学の進歩は、ほぼ理想的量子効率と多重化能力を持つ量子制限増幅器を必要とする。
しかし、既存の解は一方を犠牲にして一方を達成している。
本研究では,最初のFloquetモード走行波パラメトリック増幅器(Floquet TWPA)を実験的に実証した。
超伝導量子ビットプロセスで作製されたFloquet TWPAは、最小散逸、量子制限ノイズ性能、ブロードバンド動作を実現する。
当社のデバイスは、3ドル(約3万2000円)の即時帯域を20ドル(約3万2000円)で増幅しています。
0.5$-dBの平均バンド挿入損失は、理想的な位相保存増幅器と比較して、TWPAが92.1\pm7.6\%$であるのに対して、最も報告された固有量子効率である。
超伝導量子ビットを測定する場合、Floquet TWPAは65.1\pm5.8\%$というシステム測定効率を実現します。
これらの汎用Floquet TWPAは、大規模量子システムにおける高速で高忠実な多重読み出しと将来の量子プロセッサとのモノリシックな統合に適している。
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