基于物理相关指标的非线性超导量子电路最优参数自动搜索仿真框架

本工作推出基于Julia语言JosephsonCircuits.jl库的仿真优化框架JosephsonCircuitsOptimizer.jl(JCO)。该框架采用集总元件方法对包含约瑟夫森结(JJs)及其他非线性元件的超导电路进行建模,通过谐波平衡这一频域技术实现比传统时域仿真更高效的计算。JCO通过实施基于高斯过程的贝叶斯优化,依托器件专用指标评估最优电路参数,并锁定满足预设性能函数的最佳工作点,尤其适用于强非线性耦合及高维设计参数集的电路优化。为展示其性能,研究人员重点优化了基于超导非线性不对称感应元件(SNAILs)、工作于三波混频状态的约瑟夫森行波参量放大器(JTWPA)。该器件由单元胞阵列构成,每个单元胞含有多JJs环路,可在量子噪声极限附近放大微弱量子信号。该框架通过融合高效仿真与优化策略,为超导电路在广泛应用中的系统化开发提供支持。
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提交arXiv: 2025-10-30 13:32

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