超导电路中基于持续电流偏置和电流驱动的开关
宽带低损耗超导开关可通过动态重构电路连接性,为大规模量子信息处理器和低温探测器提供关键支持。这种时变连接特性源于无耗散约瑟夫森结的非线性效应——这类元件通常被封装在超导环中,通过磁通量进行调控。然而现有方案既需要持续耗能的恒定偏置磁通,又需动态磁通激励,两者均难以与其他开关或磁通敏感元件隔离,制约了集成密度。该研究团队设计并表征了一种采用持续电流偏置与直流激励的微波开关,可显著降低静态功耗、激励能耗及设备间串扰。实验证实,与数十个磁通量子相关的持续电流具有优异稳定性与长寿命特性,避免了实时调谐需求。该开关在超导量子信息处理中展现出多项优越性能:关断模式下隔离度超20分贝(与商用铁氧体隔离器相当);功率处理能力超100皮瓦(足以应对谐振器读取信号与放大器泵浦);调制带宽超600兆赫兹(适用于多路复用方案)。
量科快讯
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