論文の概要: Flux Pumped Kerr-Free Parametric Amplifier
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.13563v1
- Date: Sat, 14 Feb 2026 02:45:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-17 14:17:28.148623
- Title: Flux Pumped Kerr-Free Parametric Amplifier
- Title（参考訳）: フラックス励起カーフリーパラメトリック増幅器
- Authors: Kagan Yanik, Irwin Huang, Bibek Bhandari, Bingcheng Qing, Ahmed Hajr, Ke Wang, David I. Santiago, Irfan Siddiqi, Justin Dressel, Andrew N. Jordan,
- Abstract要約: カー非線型性は排除され、有効ハミルトニアンは縮退パラメトリック増幅器に還元される。
我々は、高次項によって導入された理想的DPA挙動からの偏差が、カーの非線形性に関連するものよりも著しく弱いことを示す。
解析により,25dBの利得を実測し,量子限界に近づく位相保存利得と効率を予測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4422925691766684
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a flux-pumped superconducting parametric amplifier based on symmetrically threaded superconducting quantum interference devices (SQUIDs) that achieves a Kerr-free operating point under suitable drive conditions. Eliminating the Kerr nonlinearity is advantageous for quantum-limited amplification, as it mitigates unwanted distortions in squeezing and prevents degradation of both gain and quantum efficiency in the high-gain strong drive regime. By replacing the central junction in the symmetrically threaded SQUIDs (STS) configuration with a linear inductor, we find that the Kerr-nonlinearity can be eliminated and the effective Hamiltonian reduces to that of a degenerate parametric amplifier (DPA), up to higher-order corrections in the zero-point fluctuations of the superconducting phase operator. We show that the deviations from ideal DPA behavior introduced by these higher-order terms are significantly weaker than those associated with a Kerr nonlinearity. Consequently, the STS design can be driven strongly while maintaining near-quantum-limited performance at the Kerr-free point. Our analysis predicts phase-preserving gain and efficiency approaching the quantum limit, with robust operation demonstrated up to 25 dB of gain.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 対称スレッド型超伝導量子干渉デバイス(SQUID)をベースとしたフラックス励起超伝導パラメトリック増幅器を提案する。
カーの非線形性を排除することは量子制限増幅に有利であり、スキューズにおける不要な歪みを軽減し、高利得駆動系における利得と量子効率の両方の劣化を防ぐ。
対称スレッディングSQUID(STS)構成の中央ジャンクションを線形インダクタに置き換えることで、カー非線形性を排除し、実効ハミルトニアンは超伝導相作用素の零点ゆらぎの高次補正まで、縮退パラメトリック増幅器(DPA)に還元する。
これらの高次項によって導入された理想的DPA挙動からの偏差は、カーの非線形性に関連するものよりも著しく弱いことを示す。
このため、STSの設計はカーフリー地点でほぼ量子制限性能を維持しながら強く駆動することができる。
解析により,25dBの利得を実測し,量子限界に近づく位相保存利得と効率を予測した。
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