Quantum squeezing by a parametric resonance in a SQUID
研究了开放谐振子系统中由参量共振产生的旋转压缩量子态。作为这一现象的具体实现，我们研究了一个介观SQUID环，其中的态制备过程在原理上是简单的，并且用目前可用的实验方法是可行的。通过求解动力学和计算光谱性质，我们表明SQUID观测量的量子涨落可以降低到基态值以下。通过将SQUID耦合到传输线来引入测量，该传输线将辐射传送到次级测量设备。除了理论上的兴趣，我们的研究是出于一个实际的量子噪声工程的机会。
2006-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Traveling Wave Parametric Amplifier based on a chain of Coupled Asymmetric SQUIDs
提出了一种由耦合的非对称超导量子干涉器件链构成的传输线构成的行波参量放大器。这种传输线的独特性质是其非线性可以用外部磁通量来调谐，甚至可以改变符号。传输线的这一特征可用于在简并四波混频过程中执行相位匹配，该过程可用于在存在强泵浦的情况下对弱信号进行参量放大。TWPA设计的数值模拟已经表明，通过调谐，可以实现相位匹配，并且可以实现作为传输线长度的函数的指数增益。所提出的设计的灵活性可以实现：紧凑的TWPA小于211个单元，信号增益大于20 dB，3 dB带宽大于5.4 GHz，饱和功率高达-98 dBm。这种放大器设计非常适合于量子线路或天文探测器的多路复用读出，其紧凑的配置可以促进片上实现。
2015-09-15 cond-mat.supr-con
Transient dynamics of a superconducting nonlinear oscillator
本文研究了基于直流超导量子干涉仪（SQUID）的集总元件振荡器的瞬态动力学。SQUID与电容并联，形成谐振频率在几GHz范围内的非线性振荡器。谐振频率的变化是通过调谐的约瑟夫森电感的SQUID与片上的磁通线。我们报告测量衰减振荡的时域后，一个简短的激励与微波脉冲。通过观察不同激发振幅下的衰荡响应，探讨了SQUID振荡器的非线性，同时通过调节磁通偏置来改变SQUID电势。通过数值求解相应的朗之万方程，将在实验温度下的SQUID势，并使用从单独的测量得到的参数表征的SQUID振荡器上的模型电路进行模拟。模拟结果与实验观测结果吻合较好，即衰荡随外加磁通量和脉冲幅度的变化关系。我们观察到之间的交叉发生的衰荡接近共振和绝热以下在较大的失谐共振。我们还讨论了在大振幅驱动时相位跳变的发生。最后，我们简要概述了前景的超导磁通量子比特的读出方案的基础上的歧视振铃信号之间的不同级别的磁通量耦合到SQUID。
2016-02-14 cond-mat.supr-con
Tunable coupling of transmission-line microwave resonators mediated by an rf SQUID
我们实现了两个超导传输线谐振器之间的可调谐耦合。该耦合由非滞后rf SQUID作为谐振器之间的磁通可调互感来介导。从光谱实验中观察到的模式距离，我们得到的耦合强度范围在-320 MHz和37 MHz之间。在耦合强度约为零的情况下，与耦合开启的情况相比，两个谐振器之间的微波功率交叉传输可以减少近四个数量级。此外，我们通过施加合适的附加驱动音观察到参量放大。
2015-08-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Analogue Hawking Radiation in a dc-SQUID Array Transmission Line
我们提出了一种利用由dc-SQUID阵列构成的超导波导来研究模拟霍金辐射的方法。用时空变化的通量偏置阵列修改波导的传播速度，从而产生具有视界的有效度量。作为一个基本的量子力学设备，这种设置允许量子效应的调查，如反反应和模拟时空波动的霍金过程。
2009-08-01 cond-mat.supr-con gr-qc quant-ph
Resonance eigenstates of the SQUID-qubit system
本文研究了dc-SQUID与通量量子比特耦合的复值共振谱，其中前者在立方近似下处理，后者在二能级近似下处理。结果表明，这个频谱是定义良好的，并包含了大部分的逃逸过程的相关信息。因此，共振态的语言是精确的，并且很好地适应于开关（或触发）型量子位读出，并且是对连续量子位测量的各种描述的有价值的补充。最初的进展是分析，但非微扰数值方法已制定，并应很快产生准确的结果，所有参数值。
2006-06-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Design and experimental study of superconducting left-handed transmission lines with tunable dispersion
研究了超导可调谐共面波导的微波特性。成对的约瑟夫森结正在形成超导量子干涉器件（SQUID），它分流了CPW的中心导体。通过施加外部直流磁场，SQUID的约瑟夫森电感在0.08-0.5 nH的范围内变化。CPW的中心导体包含提供额外电感的串联连接的约瑟夫森结;控制SQUID的磁场足够弱，不会影响单个结链的电感。该电路被设计为具有由可变抑制带分隔的左手和右手传输特性;带边缘可以通过磁场进行调谐。我们目前的传输测量CPWs的基础上，多达120个Nb-AlOx-Nb约瑟夫森结。在零磁场下，我们观察到在8-11 GHz的频率范围内没有抑制带。当施加磁场时，出现7 GHz和9 GHz之间的抑制带。实验数据与数值模拟进行了比较。
2013-09-29 cond-mat.supr-con
Stochastic resonance in thermally bistable Josephson weak-links and micro-SQUIDs
基于收缩的约瑟夫森弱连接显示出零电压和有限电压两种状态之间的热双稳态。这在实验中表现为弱环节电流电压特性的滞后或电压的随机电报信号。在后一种情况下，在与电报信号中的特征开关频率相匹配的频率处，观察到设备的正弦激励的噪声驱动放大，这是一种称为随机共振的现象。所观察到的行为是理解使用随机共振的两态模型，并利用说明一个增强的信号-噪声比在微SQUID作为磁场传感器。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Electron paramagnetic resonance spectroscopy using a dc-SQUID magnetometer directly coupled to an electron spin ensemble
本研究采用直接耦合电子自旋系综的dc-SQUID磁强计实现EPR波谱检测，可探测微米级区域的自旋极化，达到约$10^6$的最小可分辨自旋数与约$10^{-10}$ $\text{cm}^3$的传感体积。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A micro-SQUID with dispersive readout for magnetic scanning microscopy
我们已经设计并表征了一种用于低温扫描探针显微镜系统的具有色散读出的微型SQUID。该设计的特点是一个电容并联的RF SQUID与可调谐振频率从5到12 GHz，微米空间分辨率和集成的超导线圈的局部应用的磁场。SQUID作为一个非线性振荡器与通量和功率依赖的谐振频率。在4K下进行器件表征和噪声基准测试的测量。在200 MHz带宽下，4 K时测得的10 kHz以上的磁通噪声为$80\;\mathrm{n}Φ_0 \mathrm{Hz}^{-1/2}$。估计表明，可以从基于约瑟夫森结的固有非线性的参数增益中受益，并将通量噪声降低到100 mK时的$30\;\mathrm{n}Φ_0\mathrm{Hz}^{-1/2}$，这对应于位于拾波环中心的磁矩的$7.5\;\mathrm{μ_B Hz^{-1/2}}$。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Control of the effective value of the critical current of the RF SQUID by the high-frequency electromagnetic field
本研究通过高频电磁场调控RF SQUID临界电流有效值，提升其转换因子和灵敏度。
2025-12-08 cond-mat.supr-con
Tuning of Strong Nonlinearity in rf SQUID Meta-Atoms
利用互调测量方法研究了自谐振射频超导量子干涉仪（rf-SQUID）亚原子的强非线性特性。先前在零直流磁通量的工作表明，当频率扫过谐振时，IM响应的急剧开始。还观察到较高频率的第二次发作，在IM响应中产生显著的间隙。通过将这些测量扩展到非零直流通量，揭示了新的动态，包括：上述间隙的直流通量可调性，以及rf-SQUID的几何共振附近的增强IM响应。实验观察到的这些功能的理解和理论分析，通过一个稳态的分析模型的组合，和一个完整的数值处理的rf SQUID动态。后者，此外，预测存在的混沌在狭窄的参数制度。了解rf-SQUID超材料中的互调对于产生微波信号的低噪声放大和可调谐滤波器是重要的。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nlin.CD
Design and experimental study of superconducting left-handed transmission lines with tunable dispersion and improved impedance match
我们继续详细研究了超导左手可调谐共面波导传输线（LHTL）的微波特性。该线由一个中心导体，加载一系列的约瑟夫森结作为固定电感器;该线是并联的SQUID作为可调谐电感器。通过施加外部直流磁场，SQUID的电感在0.08-0.5 nH的范围内变化。该电路被设计为具有由可变抑制带分开的左手和右手传输带。在零磁场下，在8-12 GHz的频率范围内，我们只观察到8 ~ 10 GHz的一个通带。通过设计，预计抑制带出现在10 GHz和11 GHz之间，并且在我们以前的工作中已经检测到。为了解决20单元LHTL测量中的驻波和RF泄漏问题，我们设计了一个高比（5-50 Ohm）宽带（8-11 GHz）阻抗Transformer，并改进了样品架。实验数据与数值模拟进行了比较。
2014-12-18 cond-mat.supr-con
A widely tunable parametric amplifier based on a SQUID array resonator
我们利用传输线谐振器制作了一个约瑟夫森参量放大器，该谐振器的内导体由串联SQUID阵列制成。通过改变通过SQUID回路的磁通量，我们能够调整电路的谐振频率，并一致地调整放大频带的中心，在4和7.8 GHz之间。我们观察到放大器的增益高达28 dB，并推断它增加了不到两倍的输入真空噪声。
2007-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear resonant behavior of the dispersive readout scheme for a superconducting flux qubit
研究了一种由SQUID磁强计和并联电容组成的非线性谐振电路作为持续电流（PC）量子比特的读出方案。量子位的通量状态被检测为SQUID磁力计的约瑟夫森电感的变化，这反过来又介导读出电路的谐振频率的偏移。谐振行为中的非线性和所产生的滞后被表征为输入驱动和相关联的谐振峰值响应两者的功率的函数。基于唯象电路模型的数值模拟显示所观察到的非线性的功能。
2006-09-22 cond-mat.supr-con
Micro-coil detection of Nuclear Magnetic Resonance for nanofluidic samples
我们开发了一种新型的直流SQUID系统，该系统具有微线圈输入电路，可作为量子物质和纳米系统的局域探针。平面铌微线圈拾取回路位于远离SQUID的位置，通过超导双绞线耦合，使样品处于微开尔文温度。可以实现线圈与相似尺寸（高达~ 100微米）的感兴趣区域之间的高度耦合。我们报告的核磁共振（NMR）测量，以验证这些线圈的灵敏度在气相中的3 He在4.2 K，在30 mT的磁场。
2013-11-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy of Er$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ Using Josephson Bifurcation Amplifier: Observation of Hyperfine and Quadrupole Structures
通过观察可调谐约瑟夫森分叉放大器的直流超导量子干涉器（dc-SQUID）回路上感应的磁通变化，对掺Er $^{3+}$的Y $_2$ SiO $_5$晶体进行了磁场和频率可调谐电子顺磁共振谱研究。所观察到的光谱显示多个跃迁与模拟的能级，考虑到超精细和四极相互作用的$^{167}$铒同意。感测体积约为0.15 pl，并且我们推断的测量灵敏度（受外部通量噪声限制）对于1 s测量约为$1.5\times10^4$电子自旋。灵敏度值比使用dc-SQUID开关读出的类似方案好两个数量级。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting receiver arrays for magnetic resonance imaging
超导量子干涉器件（SQUID）使在超低微特斯拉范围的磁场中进行磁共振成像（MRI）成为可能。在这项工作中，我们调查的设计参数影响的信号和噪声性能的SQUID为基础的传感器和多通道磁力计的MRI的大脑。除了传感器的本征特性外，各种噪声源以及超导探测器线圈的尺寸、几何形状和数量也是影响图像质量的重要因素。我们推导出基于多通道数据的最佳组合的品质因数，分析不同的传感器阵列设计，并提供工具来理解信号检测和不同的噪声机制。这项工作形成了一个指南，使imagingandsensor-oriented读者的设计决策。
2020-01-15 cond-mat.supr-con eess.IV eess.SP
Coulomb-enhanced resonance transmission of quantum SINIS junctions
通过弹道门控SINIS结的相干电荷转移是通过Andreev态的共振隧穿介导的。在Andreev能级上容纳的额外电荷部分地补偿由栅极电压引起的电荷，从而保持电子波长并在宽范围的栅极电压中维持谐振条件。结果，与零库仑情况相比，结的透明度以及通过其的超电流可以显著增加。
2010-04-29 cond-mat.supr-con
Networks of nonlinear superconducting transmission line resonators
我们研究了一个耦合的超导传输线谐振器网络，每个谐振器都是非线性的，与谐振器的奇通量模式耦合的电容并联约瑟夫森结。由此产生的本征模谱示出了分流结的等离子体模式和奇谐振器模式之间的反交叉。值得注意的是，我们发现，该组合设备可以继承完整的非线性结，允许作为一个谐振子的克尔非线性的描述。使用dc SQUID而不是单个结，非线性度可以在10 kHz和4 MHz之间调谐，同时保持实际器件参数的几GHz谐振频率。这种非线性谐振器的阵列可以被认为是玻色-哈伯德哈密顿量的可扩展超导量子模拟器。该设备将能够访问强相关的制度，特别适合于调查量子多体动力学的相互作用粒子的驱动和耗散的影响下。
2012-07-11 cond-mat.supr-con quant-ph
