抗磁场的量子极限参量放大器

超导参量放大器是微波量子电路中实现量子极限信号读取的关键组件。此类性能最佳的放大器通常基于约瑟夫森结，但其对磁场敏感。因此，它们需要磁屏蔽，且不易与在磁场中运行的其他量子系统（如自旋系综量子存储器）集成。为应对此挑战，我们开发了一种基于动力学电感的参量放大器，采用NbN纳米桥代替约瑟夫森结，其为强参量增益（高达42 dB）提供了所需的非线性。该纳米桥动力学电感参量放大器（以下简称NKPA）的附加噪声经校准，在保相放大下为$0.59\pm 0.03$量子，接近0.5量子的量子极限。最重要的是，我们表明这种优异的噪声性能在高达427 mT的面内磁场（我们实验中可用的最大场）下得以保持。这种抗磁场参量放大器为单电子自旋共振探测、更高效地搜寻轴子以及马约拉纳费米米子提供了契机。