动力学电感行波参量放大器的磁场和温度极限

动能电感行波参量放大器(KI-TWPAs)具有宽带近量子极限放大特性和高饱和功率。基于高动能电感材料的超强临界磁场特性,这类放大器应具备优异的磁场耐受能力。该研究团队通过基于NbTiN薄层反向微带线与Nb接地板结构的KI-TWPA,系统研究了磁场与温度对其性能的影响。实验表明,该放大器在0.35T的面内磁场和50mT的面外磁场条件下仍能保持显著的信噪比提升(ΔSNR),其磁场兼容性远超基于约瑟夫森结的行波参量放大器。通过引入涡流捕获结构或采用更高临界磁场的材料,其磁场适应性还可进一步提升。研究同时发现,在温度升至3K(受限于Nb接地板临界温度)时放大器增益未出现衰减,而ΔSNR随温度升高降低的现象与理论预期一致,这证明KI-TWPAs适用于相对高温实验环境。该项工作突破性的磁场兼容特性为自旋量子比特、自旋系综、拓扑量子比特、低功率核磁共振以及轴子暗物质探测等前沿领域开辟了广阔应用前景。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-09-18 15:07

量科快讯