論文の概要: Kinetic Inductance Traveling Wave Parametric Amplifiers Near the Quantum Limit: Methodology and Characterization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07706v1
- Date: Thu, 10 Jul 2025 12:33:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-11 16:40:15.396282
- Title: Kinetic Inductance Traveling Wave Parametric Amplifiers Near the Quantum Limit: Methodology and Characterization
- Title（参考訳）: 量子限界近傍の運動インダクタンス進行波パラメトリック増幅器の方法論と評価
- Authors: L. Howe, A. Giachero, M. Vissers, P. Campana, J. Wheeler, J. Gao, J. Austermann, J. Hubmayr, A. Nucciotti, J. Ullom,
- Abstract要約: 動力学的インダクタンスTWPAは3波混合(3WM)で動作し、高いブロードバンドゲインとほぼ量子制限(nQL)ノイズを実現する。
量子情報と超伝導検出器システムの高度に多重化された読み出しには、技術が魅力的である。
- 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 detailed simulation and design framework for realizing traveling wave parametric amplifiers (TWPAs) using the nonlinear kinetic inductance of disordered superconductors -- in our case niobium-titanium-nitride (NbTiN). These kinetic inductance TWPAs (KITs) operate via three-wave mixing (3WM) to achieve high broadband gain and near-quantum-limited (nQL) noise. Representative fabricated devices -- realized using an inverted microstrip (IMS), dispersion-engineered, artificial transmission line -- demonstrate power gains above 25 dB, bandwidths beyond 3 GHz, and achieve ultimate system noise levels of 1.1 quanta even when operated with no magnetic shielding. These performance metrics are competitive with state-of-the-art Josephson-junction-based TWPAs but involve simpler fabrication and able to providing three orders of magnitude higher dynamic range ($IIP_1 = -68$ dBm, $IIP_3 = -55$ dBm), and high magnetic field resilience -- making KITs an attractive technology for highly multiplexed readout of quantum information and superconducting detector systems.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 超伝導体の非線形的インダクタンスを用いた進行波パラメトリック増幅器(TWPA)を実現するための詳細なシミュレーションおよび設計フレームワークについて述べる。
これらの動力学的インダクタンスTWPA(KIT)は3波混合(3WM)で動作し、高いブロードバンドゲインとほぼ量子制限(nQL)ノイズを実現する。
逆マイクロストリップ(IMS)、分散エンジニアリングされた人工送電線を用いて実現された代表的製造装置は、25dB以上の電力得、3GHzを超える帯域幅を示し、磁気シールドのない操作でも、究極の1.1quantaのシステムノイズレベルを達成する。
これらのパフォーマンス指標は最先端のJosephson-junctionベースのTWPAと競合するが、単純な製造を伴い、3桁のダイナミックレンジ(IIP_1 = -68$ dBm, $IIP_3 = -55$ dBm)を提供することができる。
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