量子物理
[提交于 2024年9月4日
]
标题: 基于铋的约瑟夫森结参数放大器:优越的可调性和线性度
标题: Blochnium-Based Josephson Junction Parametric Amplifiers: Superior Tunability and Linearity
摘要: 弱量子信号放大是量子计算中的一个关键任务。 在本研究中,利用了一种最近引入的约瑟夫森结阵列结构,称为Blochnium(N系列Quarton结构)作为参数放大器。 我们首先理论推导了系统的拉格朗日量、量子哈密顿量,然后使用量子朗之万方程分析其动力学。 通过将这些方程转换到傅里叶域并采用输入输出形式化方法,参数放大器的主要指标得以计算。 由于能够操控非线性,所提出的新型设计相比传统设计具有显著优势。 这一主要特性极大地增强了放大器的压缩点(P1dB),同时也使其能够在宽频带上调谐。 通过有效的非线性管理实现的增强线性度对于量子应用至关重要,这在理论上得到了推导。 此外,能够在不产生显著频谱重叠的情况下扫描C波段,对于可扩展量子系统中的频率复用至关重要。 仿真结果表明,Blochnium参数放大器可以达到约25 dB的信号增益,且压缩点优于-92 dBm。 因此,我们提出的参数放大器,凭借其优越的自由度,超越了传统的约瑟夫森结阵列设计,使其成为先进量子计算应用中极具前景的候选方案。
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