論文の概要: Electrical Drive of a Josephson Junction Array using a Cryogenic BiCMOS Pulse Pattern Generator: Towards a Fully Integrated Josephson Arbitrary Waveform Synthesizer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20367v1
• Date: Tue, 23 Dec 2025 13:51:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.894165
• Title: Electrical Drive of a Josephson Junction Array using a Cryogenic BiCMOS Pulse Pattern Generator: Towards a Fully Integrated Josephson Arbitrary Waveform Synthesizer
• Title（参考訳）: 極低温BiCMOSパルスパターン発生器を用いたジョセフソン接合アレイの電気駆動:完全統合ジョセフソン任意波形合成装置に向けて
• Authors: Yerzhan Kudabay, Oliver Kieler, Michael Starkloff, Marco Schubert, Michael Haas, Johannes Kohlmann, Mark Bieler, Vadim Issakov,
• Abstract要約: 高速リターン・ツー・ゼロパルスを発生させる低温BiCMOS集積回路と超伝導ジョセフソン接合アレイを組み合わせる。 BiCMOS回路は低温パルスパターン発生器として機能し、データレートは30Gb/sで、4Kで302mWを消費する。
• 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: We combine a cryogenic BiCMOS integrated circuit, which generates high-speed return-to-zero (RTZ) pulses, with a superconducting Josephson junction array. The BiCMOS circuit acts as a cryogenic pulse pattern generator, delivering data rates of 30 Gb/s, while consuming 302 mW at 4 K. Each electrical pulse of the serializer effectively transfers one magnetic flux quantum through every Josephson junction, so that the average output voltage of the array produces well-defined plateaus (Shapiro steps) in its current-to-voltage characteristic. To the best of our knowledge, this is the first integration of a Josephson junction array with a cryogenic BiCMOS chip. The presented results pave the way toward a hybrid and fully integrated Josephson arbitrary waveform synthesizer (JAWS) that can generate ultra-low-noise signals for quantum voltage metrology and quantum information systems.
• Abstract（参考訳）: 高速リターン・ツー・ゼロ(RTZ)パルスを発生させる低温BiCMOS集積回路と超伝導ジョセフソン接合アレイを組み合わせる。 シリアライザの各電気パルスは、ジョセフソン接合毎に1つの磁束量子を効果的に転送し、アレイの平均出力電圧は、その電流-電圧特性において明確に定義されたプラトー(シャピロステップ)を生成する。 我々の知る限りでは、これはジョセフソン接合アレイと低温BiCMOSチップとの初めての統合である。 提案した結果は、量子電圧メートル法および量子情報システムのための超低雑音信号を生成することができるハイブリッドで完全に統合されたジョセフソン任意波形シンセサイザー(JAWS)への道を開いた。

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