論文の概要: A persistent-current-biased and current-actuated switch for superconducting circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06472v1
- Date: Fri, 06 Mar 2026 16:57:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-09 13:17:46.283405
- Title: A persistent-current-biased and current-actuated switch for superconducting circuits
- Title（参考訳）: 超伝導回路用永久電流バイアス・電流アクチュエータスイッチ
- Authors: Ziyi Zhao, Eva Gurra, Michael R. Vissers, K. W. Lehnert,
- Abstract要約: マイクロ波スイッチは、静電力消費を減らすために、永続的な電流バイアスと直流アクチュエータを実装する。
数個のフラックス量子に付随する持続電流は安定であり、長寿命であることを示し、オンザフライチューニングの必要性を低減した。
我々のスイッチは超伝導回路に基づく量子情報処理に望ましい性能を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1699566743796068
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Broadband and low-loss superconducting switches can facilitate large-scale quantum information processors and cryogenic detectors by dynamically reconfiguring the connectivity of their circuits. The time dependent connectivity is enabled by the nonlinearity of lossless Josephson junctions, which are often wired into superconducting loops to be controlled by magnetic flux. However, this approach needs a power-consuming constant flux bias and dynamic flux actuation, both of which are hard to isolate from other switches or flux sensitive elements, limiting their integration density. Here, we design and characterize a microwave switch that implements a persistent current bias and direct current actuation to reduce static power consumption, actuation energy and potential crosstalk to other devices. We show that persistent current associated with tens of flux quanta is stable and long-lived, reducing the need for on-the-fly tuning. We further demonstrate that our switch has desirable performance for superconducting-circuit-based quantum information processing, including an off mode with more than 20 dB isolation comparable to commercial ferrite isolators, power handling larger than 100 pW sufficient for resonator readout tones and amplifier pumps, and modulation bandwidth broader than 600 MHz useful for multiplexing schemes.
- Abstract（参考訳）: 広帯域および低損失超伝導スイッチは、回路の接続を動的に再構成することにより、大規模量子情報プロセッサや低温検出器を容易にする。
時間依存接続は、損失のないジョセフソン接合の非線形性によって実現され、しばしば磁束によって制御される超伝導ループに配線される。
しかし、このアプローチには電力消費の一定のフラックスバイアスと動的フラックスアクチュエータが必要であり、どちらも他のスイッチやフラックスセンシティブな要素から切り離すことが難しく、積分密度が制限される。
ここでは、静電力消費、アクチュエータエネルギー、他のデバイスとのクロストークの可能性を低減するために、永続的な電流バイアスと直流アクチュエータを実装したマイクロ波スイッチの設計と特徴付けを行う。
数個のフラックス量子に付随する持続電流は安定であり、長寿命であることを示し、オンザフライチューニングの必要性を低減した。
さらに,このスイッチは,20dB以上のアイソレータを分離したオフモード,共振器のリードアウトトーンやアンプポンプに十分な100pW以上の電力処理,600MHz以上の帯域幅の多重化など,超伝導回路ベースの量子情報処理に望ましい性能を示す。
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