面向非线性低温量子器件的设备无关微波噪声计量学

能够实现近量子极限信号处理的微波器件是固态量子技术工具箱中的关键组件。通过放大器、混频器、隔离器等器件对单光子微波信号进行操控与读取时,必须满足严格的信号完整性要求,以确保可靠运行。这些有源微波量子器件工作在复杂的低温电子系统中,给其特性表征带来了挑战,因为所有相关性能指标都必须在端口参考平面上表达。尽管低温S参数校准并非易事,但计量学方法正逐步趋于严谨。此外,信号完整性的保持必须通过被测器件端口处的绝对噪声水平来量化,这需要绝对功率参考。该工作提出了一种基于可控噪声源替代被测器件的原位噪声计量协议。通过证明将噪声源置于被测器件输入端口会影响校准与器件特性的可分离性,该团队论证了该选择的合理性。所提出的架构结合了使用变温台的普朗克光谱学与短路-开路-负载-互易散射参数校准,使得噪声和散射参数均参考于同一低温参考平面。在此配置下,读出链路的校准与被测器件的内部动力学特性相分离。作为一项高要求用例,研究人员将该协议应用于约瑟夫森行波参量放大器,并在激活多模非线性行为的泵浦条件下提取了其增益与输入参考附加噪声。这展示了该器件无关协议如何支持非线性低温微波器件的可移植噪声特性表征。
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提交arXiv: 2026-05-27 17:57

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