基于量子点的参量放大器
介观与纳米尺度物理
2022-10-03 v2 应用物理
量子物理
摘要
接近量子极限噪声性能的约瑟夫森参量放大器（JPA）在实现超导量子比特以及近来半导体量子点（QD）的高保真度读取中发挥了关键作用。我们提出，电子两能级系统（约瑟夫森电感的对偶）中产生的量子电容可提供一种替代性的无耗散非线性元件用于参量放大。我们在实验上利用嵌入于 1.8~GHz 超导集总元件微波腔中的 CMOS 纳米线分裂栅晶体管内的 QD-库电子跃迁，演示了相敏参量放大，实现了 -3 至 +3 dB 的参量增益，受 Sisyphus 耗散限制。使用半经典模型，我们发现在当前技术能力范围内优化设计可获得与 JPA 相当的增益和带宽，同时相对于在半导体平台集成或在更高磁场下工作提供互补的规格。
引用
@article{arxiv.2111.11825,
title = {Quantum Dot-Based Parametric Amplifiers},
author = {Laurence Cochrane and Theodor Lundberg and David J. Ibberson and Lisa Ibberson and Louis Hutin and Benoit Bertrand and Nadia Stelmashenko and Jason W. A. Robinson and Maud Vinet and Ashwin A. Seshia and M. Fernando Gonzalez-Zalba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11825},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 4 figures