Microwave quantum optics with tunable cavity resonators and superconducting qubits

具有可调谐腔谐振器和超导量子位的微波量子光学

基本信息

  • 批准号:
    20F20757
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-07-29 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Throughout this work, we have developed a versatile CAD-assisted circuit design platform and performance estimation tools for designing JTWPAs in different variants, which can reproduce the results of implemented JTWPAs in literatures.In fabrication, we have been searching for the most suitable Josephson junction design to achieve a high homogeneity in Josephson junction parameters. From the beginning to end of the work, we have reduced the standard deviation (stdev) in junction resistance from over 20% down to 4% in our last measured sample, covering a chip area sufficient for implementing JTWPAs. Our latest junction design to be used in the next batch of JTWPA samples will further reduce the stdev to around 1%, while also greatly improving the junction yield over the previous designs.From our sample measurements, we have successfully fabricated a low-loss nonlinear transmission line which could act as the basis for JTWPAs. With a comparable electrical length and number of unit cells to JTWPAs in literatures (1413 cells in our sample, comparing to 1000-2000 cells in literatures), we have achieved < 1dB insertion loss comparing to typically 3-6 dB in most other implementations over a similar frequency range. The preliminary measurement results of our samples demonstrated a gain up to an average of 7.5 dB, over a wide bandwidth of 6 GHz. We expect future devices to catch up in terms of gain with more optimized junction and circuit designs.
在整个工作中,我们已经开发了一个多功能的CAD辅助电路设计平台和用于设计不同变体中JTWPA的性能估算工具,该工具可以重现文学中实现的JTWPA的结果。在制造中,我们一直在寻找最合适的Josephson Junction Design,以实现Josephson Josephson结合参数的高质量。从工作的开始到结尾,我们将连接阻力的标准偏差(STDEV)从上次测量的样品中的20%降低到4%,涵盖了足以实施JTWPA的芯片区域。我们在下一批JTWPA样品中使用的最新连接设计将进一步将STDEV降低到1%左右,同时也大大提高了与先前设计相比的连接产量。从我们的样品测量值中,我们已经成功地制造了一条低损失的非线性传输线,可以用作JTWPA的基础。在文献中,与JTWPA相当(样品中的1413个细胞,与文献中的1000-2000个细胞相比)具有可比的电细胞数量和数量,我们在大多数其他实现范围内实现了<1dB的插入损失。我们样品的初步测量结果表明,在6 GHz的宽带宽度上,平均增益高达7.5 dB。我们希望将来的设备通过更优化的连接和电路设计来赶上增益。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reducing fabrication complexity of Josephson travelingwave parametric amplifiers:Towards a coplanar JTWPA
降低约瑟夫森行波参量放大器的制造复杂性:迈向共面 JTWPA
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C. W. S. Chang;S. Tamate;Y. Urade;J. S.-C. Hung;and Y. Nakamura
  • 通讯作者:
    and Y. Nakamura
Flux-driven impedance-matched Josephson parametric amplifier with improved pump efficiency
具有更高泵效率的磁通驱动阻抗匹配约瑟夫森参量放大器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y. Urade;K. Zuo;S. Baba;C. W. S. Chang;K. Nittoh;K. Inomata;Z. Lin;T. Yamamoto;and Y. Nakamura
  • 通讯作者:
    and Y. Nakamura
Progress towards a three-wave mixing coplanar JTWPA
三波混频共面 JTWPA 的进展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C. W. Sandbo Chang;Hiroki Kutsuma;Yasunobu Nakamura
  • 通讯作者:
    Yasunobu Nakamura
インピーダンス整合型広帯域ジョセフソンパラメトリック増幅器のポンプ電力効率化
提高阻抗匹配宽带约瑟夫森参量放大器的泵浦功率效率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浦出芳郎;Kun Zuo;馬場正太郎;C. W. Sandbo Chang;日塔光一;猪股邦宏;Zhirong Lin;山本剛;中村泰信
  • 通讯作者:
    中村泰信
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  • 发表时间:
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中村 泰信其他文献

内部自由度を持ったBECにおける磁化ダイナミクス
具有内部自由度的 BEC 中的磁化动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    猪股 邦宏;Lin Zhirong;越野 和樹;Oliver William;蔡 兆申;山本 剛;中村 泰信;川口 由紀
  • 通讯作者:
    川口 由紀
インピーダンス整合に基づく広帯域磁束駆動型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発
基于阻抗匹配的宽带磁通驱动约瑟夫森参量放大器的研制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浦出 芳郎;Kun Zuo;猪股 邦宏;Zhirong Lin;山本 剛;中村 泰信
  • 通讯作者:
    中村 泰信
超伝導量子ビットの読み出し多重化に向けた広帯域ジョセフソンパラメトリック増幅器
用于超导量子位读出复用的宽带约瑟夫森参量放大器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浦出 芳郎;Kun Zuo;猪股 邦宏;Zhirong Lin;山本 剛;中村 泰信;浦出 芳郎
  • 通讯作者:
    浦出 芳郎

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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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    2018
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    $ 1.41万
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    26247067
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    $ 1.41万
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    $ 1.41万
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