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非简并约瑟夫森混频器（JMs）通过将两个不同传输线谐振腔耦合至约瑟夫森环形调制器（JRM）构成，是在量子极限下处理微波信号的关键多功能器件。得益于JRM实现的无损非简并三波混频过程，这类器件能实现量子信号的相位保持放大、产生双模压缩态并进行无噪声频率转换。然而受限于带宽和饱和功率，基于谐振腔的传统JMs通常无法同时处理大型量子处理器所需的频分复用信号。为攻克这一长期存在的双重挑战，该研究团队通过优化JRM电感参数抑制高阶混频产物，并在JRM与混频器两个异质端口间引入集总元件耦模网络以重构电磁环境。实验测得每个端口含四个耦合模式的JMs在放大（转换）模式下，具备400MHz（700MHz）带宽，功率反射系数优于10dB（低于-10dB），15dB增益时饱和功率达-110dBm（-26dB时为-91dBm）。对于低外部品质因数谐振模式JMs，转换模式下实现了670MHz最大带宽（反射系数<-10dB），-17dB时最大饱和功率达-86dBm。这种兼具增强带宽与饱和功率的非简并混频器可应用于多种频分复用场景，包括高保真量子比特读取、量子信号单向路由及连续变量远程纠缠态制备。