論文の概要: Multi-stage Quantum Amplifier Readout Chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.07614v1
- Date: Wed, 08 Jul 2026 16:29:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-09 22:50:30.462993
- Title: Multi-stage Quantum Amplifier Readout Chain
- Title（参考訳）: 多段量子増幅器リードアウトチェーン
- Abstract要約: 2段階の運動インダクタンスTWPA(KTWPA)に基づくリードアウトチェーンを実証する。
量子増幅器ベースのリードアウトチェーン(QARC)は、システムノイズを劣化させることなく、低温半導体追従増幅器を除去できる十分な利得を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Multi-stage cryogenic readout chains with a wide bandwidth and added noise within a few quanta of the quantum limit are frequently constructed using traveling-wave parametric amplifiers (TWPAs) as the first stage, and a semiconductor amplifier as the second stage. Unfortunately for highly-scaled superconducting detector arrays, or quantum information systems, and space-based observatories, the power dissipation of the semiconductor amplifier becomes problematic from the perspective of available cryogenic cooling power at \mbox{3~K to 4~K}. Here we demonstrate a readout chain based on a two-stage kinetic inductance TWPA (KTWPA). This quantum-amplifier-based-readout-chain (QARC) provides sufficient gain that a cryogenic semiconductor follow-on amplifier can be eliminated without degradation of the system noise. In this way, the QARC dissipates approximately three orders of magnitude less power than readout chains containing semiconductor amplifiers while adding noise of less than 2~quanta over a 1~GHz bandwidth. In addition, by leveraging the high power handling of kinetic inductance technology, the QARC maintains an input compression point of -93~dBm, which exceeds that of many contemporary Josephson-junction-based parametric amplifiers.
- Abstract（参考訳）: 広い帯域幅と数量子領域内の雑音を付加した多段の極低温リードアウトチェーンを、第1段として進行波パラメトリック増幅器(TWPA)、第2段として半導体増幅器を用いて頻繁に構築する。
高スケールの超伝導検出器アレイや量子情報システム、宇宙ベースの観測では、半導体増幅器の電力散逸は、mbox{3~K〜4〜K}で利用可能な低温冷却電力の観点から問題となる。
ここでは、2段階の運動インダクタンスTWPA(KTWPA)に基づくリードアウトチェーンを示す。
量子増幅器ベースのリードアウトチェーン(QARC)は、システムノイズを劣化させることなく、低温半導体追従増幅器を除去できる十分な利得を提供する。
このようにして、QARCは半導体増幅器を含むリードアウトチェーンよりも約3桁少ない電力を放出し、1〜GHz帯域で2〜quanta未満のノイズを付加する。
さらに、動力学的インダクタンス技術の高出力処理を活用することで、QARCは入力圧縮点-93~dBmを維持できる。
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