亚共振宽带超导 Purcell 滤波器

在超导量子器件中，Purcell 滤波器通过在量子比特频率处减少外部耦合，同时维持在读出频率处的耦合，来保护量子比特信息免受外部衰减。本文引入并演示了一种新型 Purcell 滤波器设计，将读出谐挡器频率置于滤波器第一个共振模式的“线宽平台”以下。这种基于直接等效导纳工程的方案能够同时实现强大的量子比特保护和宽广读出带宽内几乎恒定的外部耦合，解决了传统方法在这两项属性之间的权衡。我们首先给出滤波器的集总元件分析。随后我们实验演示了一个紧凑的芯片上线宽平台滤波器，其通过其约 1 GHz 读出带宽内的四个谐挡器进行耦合。我们将测量得到的线宽与数值预测进行比较，并展示了该滤波器如何保护一个可调谐的 transmon 量子比特免受外部衰减。我们设想，这种灵活的设计范式将有助于为超导量子电路创建多路复用读出架构，实现受控的外部耦合。