論文の概要: Phase-sensitive cascade quantum amplifier with nearly noiseless operation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.25645v1
- Date: Wed, 26 Aug 2026 11:20:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-27 14:15:15.780644
- Title: Phase-sensitive cascade quantum amplifier with nearly noiseless operation
- Title（参考訳）: ほとんどノイズのない位相感度カスケード量子増幅器
- Abstract要約: SQUIDを用いたJPA(Josephson Parametric Amplifier)の動作について検討する。
位相保存動作では、JPAは6GHzで351pm53$mKのシステムノイズ温度でほぼ量子制限性能を示す。
対照的に位相感度演算は、標準量子限界である288 mKよりかなり低い9,4pm12$ mKの最小系雑音温度を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Phase-sensitive parametric devices enable quadrature-selective amplification with the potential for sub-quantum-limited noise performance. In this work, we investigate the operation of a SQUID-based Josephson Parametric Amplifier (JPA), comparing its performance in the phase-preserving and phase-sensitive regimes. The device, fabricated using VTT SWAPS technology, is driven in a three-wave mixing configuration and characterized in a reflection-based measurement setup at millikelvin temperatures. To directly probe the noise performance at low JPA gains, we employ a cascaded amplification scheme in which a Traveling-Wave Parametric Amplifier (TWPA) provides low-noise pre-amplification of the JPA output. In a phase-preserving operation, the JPA exhibits near-quantum-limited performance with a system noise temperature of $351\pm53$ mK at 6 GHz. In contrast, phase-sensitive operation yields a minimum system noise temperature of $94\pm12$ mK, well below the standard quantum limit of 288 mK. Our results demonstrate that a JPA-TWPA amplifier cascade opens the door to direct, high-fidelity probing of quantum devices without the need for background noise subtraction.
- Abstract（参考訳）: 位相感度パラメトリックデバイスは、サブ量子制限ノイズ性能のポテンシャルを持つ二次選択的増幅を可能にする。
本研究では,SQUIDをベースとしたJPA(Josephson Parametric Amplifier)の動作について検討し,位相保存型および位相感受性型システムの性能を比較した。
VTT SWAPS技術を用いて製造されたこの装置は、3波混合構成で駆動され、ミリケルビン温度での反射に基づく測定装置が特徴である。
本研究では,JPA出力の低雑音前増幅を行うTWPA(Traveing-Wave Parametric Amplifier)を用いて,JPAゲインの低雑音前増幅を行う。
位相保存動作では、JPAは6GHzで351 pm53$ mKのシステムノイズ温度でほぼ量子制限性能を示す。
対照的に位相感度演算は、標準量子限界である288 mKよりかなり低い9,4\pm12$ mKの最小系雑音温度を与える。
以上の結果から,JPA-TWPAアンプのカスケードは,背景雑音の減算を必要とせず,直接かつ高忠実な量子デバイス探索を行うための扉を開くことが示唆された。
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