优化三波混频约瑟夫森参量放大器的泵耦合
量子物理
2025-05-29 v2
摘要
基于约瑟夫森元件的参量放大器 (JPA) 通常需要比其能处理的最大信号功率大几个数量级的射频泵功率。低功率效率和朝向信号电路的强泵泄漏在应用中可能是关键问题。在本工作中，我们讨论了如何通过采用微波滤波技术优化三波混频 JPA 的泵耦合方案，目标是在不牺牲其他感兴趣特性的前提下最大化泵功率效率并最小化泵泄漏。我们在基于 SNAIL 的 JPA 中实现了相应的滤波器设计，与采用常规电容耦合的类似器件相比，在功率效率和泵泄漏抑制方面均实现了三个数量级以上的提升，同时保持了最先进的动态范围和接近量子极限的噪声性能。此外，我们实验表明滤波器耦合的 JPA 对来自泵端口的噪声输入更具鲁棒性，在泵端口高达 4 K 的有效噪声温度下，其附加噪声性能无显著变化。
引用
@article{arxiv.2411.07208,
title = {Optimizing the pump coupling for a three-wave mixing Josephson parametric amplifier},
author = {Wei Dai and Gangqiang Liu and Vidul Joshi and Alessandro Miano and Volodymyr Sivak and Shyam Shankar and Michel H. Devoret},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07208},
year = {2025}
}