高效低损耗的 Floquet 模态旅行波参数放大器
量子物理
2025-04-17 v2
摘要
推进容错量子计算和基础科学研究的工作，要求实现接近理想量子效率和复用能力的量子限制放大器。然而，现有解决方案通常在两者之间牺牲一项。本文我们实验演示了首个 Floquet 模态旅行波参数放大器（Floquet TWPA），实现了接近量子限制的噪声性能、最小损耗和宽带运行，打破了宽带放大器引入更高噪声的固有认知。我们实现了对超导量子比特测量的系统测量效率为 ，据我们了解，这是利用相位保持放大器进行超导量子比特读取实验中报告的最高效率。该设备在 GHz 瞬时带宽上实现 dB 的放大，平均带内插入损耗 -dB，针对理想相位保持放大器，报告的最高的 TWPA 内在量子效率为 。该器件采用超导量子比特工艺制造，这些通用 Floquet TWPAs 适用于大规模量子系统中快速高保真复用读取以及未来与量子处理器的单晶体集成。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.11812,
title = {High-Efficiency, Low-Loss Floquet-mode Traveling Wave Parametric Amplifier},
author = {Jennifer Wang and Kaidong Peng and Jeffrey M. Knecht and Gregory D. Cunningham and Andres E. Lombo and Alec Yen and Daniela A. Zaidenberg and Michael Gingras and Bethany M. Niedzielski and Hannah Stickler and Katrina Sliwa and Kyle Serniak and Mollie E. Schwartz and William D. Oliver and Kevin P. O'Brien},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11812},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 13 figures, appendices