論文の概要: Co-designed reflective and leaky-waveguide low-pass filter for superconducting circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02475v1
• Date: Mon, 04 Aug 2025 14:41:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.382433
• Title: Co-designed reflective and leaky-waveguide low-pass filter for superconducting circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路用共設計反射・漏れ導波路低域通過フィルタ
• Authors: Linus Andersson, Benjamin Olsson, Simone Gasparinetti, Robert Rehammar,
• Abstract要約: フィルタは通過帯域の低挿入損失と高周波数での強い減衰を結合する。 量子ビットは近帯域放射と遠帯域放射の両方に敏感である超伝導量子コンピューティング用途によく適している。 設計は、低温量子系における近接帯域フィルタリングと準粒子発生放射の抑制のためのコンパクトで低損失のソリューションを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: A stepped-impedance low-pass filter with integrated hollow waveguide absorbers is presented. The filter combines low insertion loss in the passband with strong attenuation at high frequencies, making it well suited for superconducting quantum computing applications, where qubits are sensitive to both near-band and far out-of-band radiation. The structure is implemented in a rectangular coaxial geometry, with inductive sections coupled to circular hollow waveguides oriented orthogonally to the transmission axis. Above their cutoff frequency, these waveguides efficiently couple to radiation inside the stepped-impedance filter, absorbing energy that would otherwise cause Cooper pair breaking in conventional superconductors. Optimal dimensions were obtained using a differential evolution algorithm applied to interpolated electromagnetic simulation data. A prototype was fabricated and characterized using a calibrated vector network analyzer up to 67 GHz. Measurements confirm a 3 dB cutoff frequency at 13.5 GHz, insertion loss below 0.45 dB for frequencies under 8 GHz, and more than 52.7 dB rejection above 17.3 GHz. The design offers a compact, low-loss solution for near-band filtering and suppression of quasiparticle-generating radiation in cryogenic quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 中空導波路吸収器を内蔵したステップインピーダンス低域通過フィルタを提案する。 このフィルタは、通過帯域の低挿入損失と高周波数での強い減衰を組み合わせ、量子コンピューティングの超伝導用途に適しており、量子ビットは近帯域と遠帯域の放射の両方に敏感である。 この構造は長方形の同軸形状で実装され、インダクティブセクションは透過軸に直交する円形中空導波路に結合される。 遮断周波数を超えると、これらの導波路はステップインピーダンスフィルタ内で効率よく放射に結合し、従来の超伝導体ではクーパーペアが壊れるエネルギーを吸収する。 補間電磁シミュレーションデータに適用した微分進化法を用いて最適次元を求める。 試作機は67GHzまでのキャリブレーションベクター・ネットワーク・アナライザを用いて製造・特性評価された。 測定では、13.5GHzで3dBカットオフ周波数を確認し、挿入損失は8GHz以下で0.45dB未満、52.7dBは17.3GHz以上である。 この設計は、低温量子系における近接帯域フィルタリングと準粒子発生放射の抑制のためのコンパクトで低損失のソリューションを提供する。

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