一种光子晶体约瑟夫森行波参量放大器
介观与纳米尺度物理
2020-05-06 v2 量子物理
摘要
对于许多固态量子技术（例如高保真量子比特读取或高灵敏度电子自旋共振）而言，极其需要一种噪声性能尽可能接近量子极限、同时具备大带宽和高饱和功率的放大器。本文提出一种基于超导量子干涉器件（SQUID）的新型行波参量放大器。其带宽为 3 GHz，1-dB 压缩点为 -102 dBm，附加噪声接近量子极限。与以往最先进技术相比，它的体积缩小了一个数量级，其特征阻抗可原位调谐，且制备工艺仅需两步光刻。关键在于对传输线色散关系中带隙的工程设计。这是通过周期性调制 SQUID 尺寸实现的，类似于光子晶体的做法。此外，我们给出了一种新的理论处理方法来描述非线性和这种周期性之间非平凡的相互作用。鉴于该放大器占地面积小且易于制备，我们的方法为与量子比特等其他量子器件的共集成提供了一条路径。
引用
@article{arxiv.1907.10158,
title = {A photonic crystal Josephson traveling wave parametric amplifier},
author = {Luca Planat and Arpit Ranadive and Remy Dassonneville and Javier Puertas Martinez and Sebastien Leger and Cecile Naud and Olivier Buisson and Wiebke Hasch-Guichard and Denis M. Basko and Nicolas Roch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.10158},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 4 figures, Appendixes