論文の概要: Superconducting parametric amplifiers based on arrays of unequal Josephson junction elements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.29901v1
- Date: Wed, 21 Oct 2026 15:42:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-23 00:40:06.393847
- Title: Superconducting parametric amplifiers based on arrays of unequal Josephson junction elements
- Title（参考訳）: 不等質ジョセフソン接合素子の配列に基づく超伝導パラメトリック増幅器
- Abstract要約: 不等なジョセフソン接合素子の配列を用いたパラメトリック増幅器におけるインピーダンスマッチングのアプローチを示す。
これらの要素は、インピーダンス整合回路を形成する小さなフットプリントのフラックス調整可能なインダクタとして機能するか、増幅器ゲインをもたらす「アクティブ」増幅素子として機能する。
- 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: Impedance matching is a crucial feature of an amplifier used to increase its instantaneous bandwidth and is typically achieved using static LC resonators. Here we show an approach to impedance matching in parametric amplifiers using arrays of unequal Josephson-junction-based elements (rf/dc SQUIDs, SNAILs, etc). The elements act either as small-footprint flux-tunable inductors forming an impedance-matching circuit, or 'active' amplifier elements which result in amplifier gain. We develop an analytical theory describing these systems, predicting a quasi-non-periodic amplifier frequency and gain modulation with applied flux and the broadening of gain bandwidths. We demonstrate this in devices using arrays of flux-focused SNAILs where flux biasing varies across the array. We find instantaneous bandwidths of 200 MHz with $>$17 dB of gain centred at $\sim$5.4 GHz in a device without a static impedance matcher. This broadening of amplifier bandwidth is stable with $>$100 MHz bandwidth at 17 dB gain across $>$1.2 GHz tunable bandwidth. Our analytical model captures flux dependence and qualitatively reproduces gain-bandwidths giving confidence in our understanding of these systems and allowing operational figures of merit to be optimised in future devices.
- Abstract（参考訳）: インピーダンスマッチングは、その瞬時帯域を増やすために使用される増幅器の重要な特徴であり、典型的には静的LC共振器を用いて達成される。
ここでは、不等なジョセフソン接合素子(rf/dc SQUIDs, SNAILsなど)の配列を用いたパラメトリック増幅器におけるインピーダンスマッチングのアプローチを示す。
これらの要素は、インピーダンス整合回路を形成する小さなフットプリントのフラックス調整可能なインダクタとして機能するか、増幅器ゲインをもたらす「アクティブ」増幅素子として機能する。
我々はこれらのシステムを記述する解析理論を開発し、準非周期増幅周波数を予測し、応用フラックスと利得帯域幅の拡大による利得変調を行う。
フラックスに焦点をあてたSNAILのアレイを用いたデバイスでこれを実証する。
静的インピーダンス整合器を使わずにデバイス内で200MHzの即時帯域幅と17dBの利得を$\sim$5.4 GHzとする。
この増幅帯域幅の拡大は安定であり、$$100 MHzの帯域幅は$1.2 GHzのチューナブル帯域で17 dBの帯域幅を持つ。
解析モデルでは, フラックス依存を捉え, 利得帯域幅を定性的に再現し, これらのシステムの理解に自信を与え, 将来のデバイスで運用上のメリットを最適化することができる。
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