論文の概要: Lumped-element broadband SNAIL parametric amplifier with on-chip pump filter for multiplexed readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02740v1
• Date: Mon, 05 May 2025 15:45:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.731996
• Title: Lumped-element broadband SNAIL parametric amplifier with on-chip pump filter for multiplexed readout
• Title（参考訳）: 多重読み出し用オンチップポンプフィルタを用いたランプ素子ブロードバンドSNAILパラメトリック増幅器
• Authors: V. R. Joshi, S. Hazra, A. Z. Ding, A. Miano, W. Dai, G. Umasankar, A. Kottandavida, G. Liu, L. Frunzio, M. H. Devoret,
• Abstract要約: 本稿では,SNAILをベースとしたパラメトリック増幅器を提案する。 複数のデバイスで最大250MHzの帯域で1dB未満のフラットな20dBゲインプロファイルを測定する。 変調生成物は1dBゲイン圧縮点においても信号音に対して23dB以上抑制されていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a SNAIL-based parametric amplifier that integrates a lumped-element impedance matching network for increased bandwidth and an on-chip pump-port filter for efficient pump delivery. The amplifier is fabricated using a single-layer optical lithography step, followed by a single-layer electron beam lithography step. We measure a flat 20 dB gain profile with less than 1 dB ripple across a bandwidth of up to 250 MHz on multiple devices, demonstrating robust performance against variations arising from fabrication and packaging. We characterize the amplifier's linearity by analyzing gain compression and intermodulation distortion under simultaneous multi-tone excitation. We show that the intermodulation products remain suppressed by more than 23 dB relative to the signal tones, even at the 1 dB gain compression point. We further validate its utility by performing simultaneous high-fidelity readout of two transmon qubits, achieving state assignment fidelities of 99.51% and 98.55%. The combination of compact design, fabrication simplicity, and performance robustness makes this amplifier a practical device for quantum experiments with superconducting circuits.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,SNAILをベースとしたパラメトリック増幅器について,帯域幅増加のためのラム素子インピーダンスマッチングネットワークと,効率的なポンプ送出のためのオンチップポンプポートフィルタを組み合わせた。 増幅器は単層光リソグラフィー工程で製造され、次いで単層電子ビームリソグラフィー工程で製造される。 複数のデバイス上で最大250MHzの帯域幅で1dB未満のフラットな20dBゲインプロファイルを測定し、製造やパッケージングによる変動に対して堅牢な性能を示す。 我々は、同時マルチトーン励起下での利得圧縮と変調歪みを分析し、増幅器の線形性を特徴付ける。 変調生成物は1dBゲイン圧縮点においても信号音に対して23dB以上抑制されていることを示す。 さらに、2つのトランスモン量子ビットを同時に高忠実に読み出し、99.51%と98.55%の状態割り当てフィリティを達成することで、その実用性を検証する。 コンパクトな設計、製造の単純さ、性能の堅牢さの組み合わせにより、この増幅器は超伝導回路を用いた量子実験のための実用的な装置となる。

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