接近量子极限的动感电感行波参量放大器:方法与特性表征

该研究团队提出了一种基于无序超导体(此处为氮化铌钛)非线性动力学电感效应的行波参量放大器(TWPA)详细仿真与设计框架。这类动力学电感行波放大器(KIT)通过三波混频(3WM)机制工作,可实现高宽带增益与近量子极限的低噪声性能。采用倒置微带线(IMS)色散工程人工传输线制备的代表性器件,在无磁屏蔽条件下仍表现出25分贝以上功率增益、超3吉赫兹带宽,以及1.1个量子水平的极低系统噪声。其性能指标与最先进的约瑟夫森结TWPA相当,但具有工艺更简单、动态范围提升三个数量级(三阶截取点IIP3=-55dBm,一阶截取点IIP1=-68dBm)以及强磁场耐受性等优势,使其成为量子信息读取和超导探测器系统高复用度集成的理想技术方案。

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