工作在 6 特斯拉与近 1 开尔文下的三波混频量子极限动力学电感参量放大器

参量放大器在现代量子技术中发挥着关键作用，能够以极小附加噪声增强微弱信号。传统上，Josephson 结一直是构建参量放大器的首选。然而，高动力学电感薄膜已成为制备所需非线性的可行替代方案。本工作中，我们介绍并表征了一种使用高质量 NbN 超导薄膜构建的动力学电感参量放大器（KIPA）。KIPA 解决了传统基于 Josephson 的参量放大器的一些局限，在动态范围、工作温度与磁场耐受性方面表现出色。我们展示了量子极限放大（> 20 dB），其增益带宽积为 20 MHz，可在高达 6 特斯拉的磁场与高达 850 mK 的温度下工作。借助 NbN 薄膜中的动力学电感，KIPA 成为量子信号放大的稳健方案，拓展了量子信息处理与低温量子实验的研究可能。其磁场兼容性与高温下的量子极限性能使之成为宝贵工具，有望推动量子研究的新进展。