論文の概要: Performance optimization of cascaded traveling wave Josephson parametric amplifiers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.23126v1
- Date: Sat, 19 Sep 2026 16:52:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.685624
- Title: Performance optimization of cascaded traveling wave Josephson parametric amplifiers
- Title（参考訳）: ケースケード進行波ジョセフソンパラメトリック増幅器の性能最適化
- Abstract要約: ジョセフソンのメタマテリアルに基づくトラベリングウェーブパラメトリック増幅器(TWPA)は、ほぼ量子制限の付加雑音でブロードバンドゲインを提供する。
本稿では, 短寿命(736要素)で低損失の超伝導非対称導電性eLementを用いることで, 両手法の利点を活かしたカスケード型TWPAアーキテクチャを実証する。
得られたカスケードは、量子限界に近い付加ノイズを維持しながら、約1GHzのチューナブル帯域で30dBの総利得を達成する。
- 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: Traveling-wave parametric amplifiers (TWPAs) based on Josephson metamaterials provide broadband gain with near-quantum-limited added noise. Whereas long nonlinear metamaterial devices can deliver high gain, short arrays suffer less from dissipation, pump depletion, and internal standing waves which can degrade noise performance. Here, we demonstrate a cascaded TWPA architecture that combines the advantages of both approaches by employing a short (736-element), low-dissipation Superconducting Nonlinear Asymmetric Inductive eLement (SNAIL)-based TWPA as the first amplification stage, followed by a conventional long (1632-element) TWPA that provides additional gain. The resulting amplifier cascade achieves nearly 30 dB of total gain over a tunable bandwidth of approximately 1 GHz while maintaining added noise close to the quantum limit. Our results establish a cascade of TWPAs as a practical approach for high-gain, broadband, quantum amplification with applications in quantum information processing, multi-mode entanglement, and quantum sensing applications at microwave frequencies.
- Abstract（参考訳）: ジョセフソンのメタマテリアルに基づくトラベリングウェーブパラメトリック増幅器(TWPA)は、ほぼ量子制限の付加雑音でブロードバンドゲインを提供する。
長い非線形メタマテリアルデバイスは高い利得をもたらすことができるが、短いアレイは消散、ポンプの枯渇、ノイズ性能を低下させる内部定在波に悩まされる。
本稿では,SNAILをベースとしたTWPAを第1増幅段階とし,それに続いて従来の(1632要素)TWPAを付加的に導入することにより,両アプローチの利点を両立させたケースケードTWPAアーキテクチャを実証する。
結果として生じるアンプカスケードは、量子限界に近い付加ノイズを維持しながら、約1GHzの可変帯域で30dBのトータルゲインを達成する。
この結果は、高利得、ブロードバンド、量子増幅のための実用的なアプローチとしてTWPAのカスケードを確立し、量子情報処理、マルチモードエンタングルメント、マイクロ波における量子センシングアプリケーションに適用した。
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