Mesoscopic Hamiltonian for Josephson travelling-wave parametric amplifiers
本研究针对嵌入约瑟夫森结的传输线参量放大问题，采用介观量子化技术推导得到描述四波混频过程的量子哈密顿量，验证了其经典极限与已有耦合模理论的一致性，方法具有普适性。
2025-05-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Controlling the dynamic range of a Josephson parametric amplifier
在参量放大器的发展中的中心挑战之一是相对于其增益和带宽的动态范围的控制，这通常将量子限制放大限制到每个反向带宽仅包含几个光子的信号。本文讨论利用约瑟夫森结阵列控制约瑟夫森参量放大器的动态范围。我们讨论了基于传输线和集总元件的参量放大器的增益、带宽、噪声和动态范围特性。基于这些调查，我们得出有用的设计准则，这可能会发现广泛的应用在实际参量放大器的发展。
2013-05-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Simulation and Analysis of Superconducting Traveling-Wave Parametric Amplifiers
超导参量放大器在超导量子比特和探测器的量子限制读出方面有很大的应用前景。直到最近，大多数超导参量放大器都是基于谐振结构，限制了它们的带宽和动态范围。基于超导薄膜非线性动力学电感和约瑟夫森结的宽带行波参量放大器正在研制中。通过修改放大器电路的色散特性，称为色散工程，可以大大提高增益并减小尺寸。我们提出了两个分析和理解这种参量放大器的理论框架：（1）广义耦合模方程和（2）结合小信号分析的时域有限差分（FDTD）模型。我们将展示如何使用这些分析和数值工具来了解器件性能。
2015-01-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Flux-driven Josephson parametric amplifier
我们研制了一种约瑟夫森参量放大器，它由超导共面波导谐振腔和超导量子干涉器件组成。外部场（泵浦，$\sim 20$ GHz）调制穿过dc SQUID的通量，从而调制腔场（信号，$\sim 10$ GHz）的谐振频率，这导致参数信号放大。我们在不同的波段中心操作放大器，并观察到放大（最大17 dB）和去放大取决于泵浦和信号之间的相对相位。噪声温度小于0.87K。
2008-08-10 cond-mat.supr-con
Flux-driven Josephson traveling-wave parametric amplifier
提出了一种由磁通量波驱动的行波参量放大器的概念。该电路由一个串行阵列的对称直流SQUID电感耦合到一个单独的超导LC传输线进行泵微波，从而信号和泵施加到不同的端口。所提出的三波混频放大器包括，首先，信号（空闲）波的可调相位速度，因此良好的相位匹配，在宽的频率范围内产生大的增益，其次，克服了泵浦耗尽问题。实验参数和特性的放大器进行了评估，并显示在量子信息单光子电路的应用前景。
2019-10-30 cond-mat.supr-con
Floquet-Mode Traveling-Wave Parametric Amplifiers
多个单光子能级信号的同时理想量子测量将推进量子信息处理、计量学和天文学中的应用，但要求第一放大器同时是宽带的、量子限制的和定向的。然而，传统的行波参量放大器以增加的附加噪声为代价来支持宽带放大，并且由于不可忽略的非线性反向波生成而不是真正定向的。在这项工作中，我们介绍了一类新的放大器编码的信息在Floquet模式的系统。这种Floquet模式放大器防止信息泄漏，并克服了量子效率（QE）和带宽之间的权衡。最重要的是，Floquet模式放大器强烈抑制了非线性的前向-后向波耦合，因此是真正的定向的，并且容易与量子位积分，从而清除了宽带理想量子测量的另一个主要障碍。此外，Floquet模式放大器对带外阻抗失配不敏感，否则带外阻抗失配可能导致常规行波参数放大器中的增益纹波、参数振荡和不稳定性。最后，我们表明，Floquet模式约瑟夫森行波参量放大器的实现可以同时实现$>\!20\,$ dB增益和QE的$η/η_{\mathrm{ideal}}\!> 99.9\%$的量子限制超过一个倍频程的带宽。Floquet方案也可广泛应用于其他平台，如动态电感行波放大器和光参量放大器。
2022-04-13 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Quasi-phasematching in a poled Josephson traveling-wave parametric amplifier with three-wave mixing
我们发展了准相位匹配（QPM）的概念，并将其应用于最近提出的具有三波混频（3WM）的约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）中。该放大器是基于一个梯形传输线组成的磁通偏置的射频SQUID的非线性是$χ^{(2)}$型。QPM是在3WM工艺中实现的，$ω_p=ω_s+ω_i$（其中$ω_p$、$ω_s$和$ω_i$分别是泵浦、信号和空闲频率），这是由于将JTWPA设计成包括这些SQUID的周期性反转组，这些SQUID反转非线性的符号。建模表明，JTWPA带宽相对较大（约为2.5 GHz）。$0.4ω_p$）和平坦模式，而不需要的模式，包括$ω_{2p}=2ω_p$、$ω_+=ω_p +ω_s$、$ω_- = 2ω_p - ω_s$等，在工程分散的帮助下被强烈抑制。
2021-06-01 cond-mat.supr-con physics.app-ph physics.ins-det
Non-degenerate pumping of superconducting resonator parametric amplifier with evidence of phase-sensitive amplification
Clarendon Laboratory（克拉伦登实验室）；Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室）
本文提出并实现了非退化泵浦方案，解决参数放大器的增益连续性和泵浦音去除问题，实验显示26dB增益和0.5MHz带宽，且在4K环境下更稳定。
2026-04-14 astro-ph.IM cond-mat.supr-con quant-ph
Broadband parametric amplifiers based on nonlinear kinetic inductance artificial transmission lines
我们提出了宽带参量放大器的基础上的动力学电感超导NbTiN薄膜在一个人工（集总元件）传输线架构。我们演示了两种放大器设计实现不同的相位匹配技术：周期性阻抗负载，谐振器移相器放置沿传输线周期性。我们的设计与以前的基于共面波导的放大器相比具有多项优势，包括固有的50欧姆特性阻抗、对较高泵浦谐波的自然抑制、所需泵浦功率更低以及总走线长度更短。两个版本的放大器的实验实现证明。与20厘米的传输线长度，我们已经实现了15 dB的增益超过几GHz的带宽。
2017-04-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Optimizing the nonlinearity and dissipation of a SNAIL Parametric Amplifier for dynamic range
提出了一种新的基于量子限域约瑟夫逊结的三波混频参量放大器--SNAIL参量放大器（SPA），它采用超导非线性非对称电感元件（SNAIL）阵列作为可调谐非线性源。我们展示了如何通过改变设备的物理设计来设计多个数量级的非线性。作为设计参数的函数，我们系统地探讨了限制动态范围的两个重要的放大器非理想性：增益压缩和互调失真的现象，其最小化对于高保真多量子比特读出至关重要。通过与多个器件的第一性原理理论的比较，我们演示了如何优化这些基于SNAIL的参量放大器的非线性和输入输出端口耦合，以实现更高的饱和功率，而不牺牲任何其他理想的特性。在我们的工作中阐述的方法可以扩展到改善所有形式的参数诱导混合，可以用于量子信息的应用。
2018-12-20 cond-mat.supr-con quant-ph
High Saturation Power Josephson Parametric Amplifier with GHz Bandwidth
本文设计并模拟了一个带宽超过1.6GHz的约瑟夫森参量放大器，其饱和功率接近-90dBm，增益为22.8dB。通过使用公认的阻抗匹配技术，实现了带宽比现有技术大约提高50倍。通过将约瑟夫森非线性元件实现为具有总共40个结的rf-SQUID阵列，实现了饱和功率相对于现有技术的大约100倍的改进。电路的WRSpice仿真与计算的增益和饱和特性非常一致。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Characterization of a flux-driven Josephson parametric amplifier with near quantum-limited added noise for axion search experiments
轴子是一种假想的基本赝标，有望解决QCD的强CP问题，也是暗物质的一个有希望的候选者。最灵敏的轴子搜索实验在毫开尔文温度下进行，因此依赖于将信号从低温系统传送到室温仪器的仪器。影响这些探测器的参数扫描速度的最大限制因素之一是信号检测链中的组件所添加的噪声。由于链路中的第一个放大器限制了最小噪声，因此低噪声放大至关重要。本文报道了磁通驱动约瑟夫森参量放大器（JPA）的工作频率约为2.3 GHz，附加噪声接近量子极限。JPA被用作第一级放大器，实验设置类似于Haloscope轴子探测器中使用的设置。通过将JPA以19 dB的增益工作，并将其与两个以4 K工作的低温放大器级联，整个信号检测链的噪声温度低至120 mK。
2021-01-21 astro-ph.IM cond-mat.supr-con hep-ex
A quantum model for rf-SQUIDs based metamaterials enabling 3WM and 4WM Travelling Wave Parametric Amplification
提出了单光子水平下约瑟夫森基超材料三波混频和四波混频的量子模型。所考虑的传输线，即行波约瑟夫森参量放大器（TWJPA），是由一串rf-SQUID组成的双极，其可以被直流电流或磁场偏置以激活3 WM或4 WM非线性。该模型利用哈密顿方法来分析确定的时间演化的系统都在海森堡和相互作用的图片。前者返回放大器增益的解析形式，而后者允许恢复多模态Fock和相干输入态的光子布居的概率分布与时间的关系。的超材料的非线性的依赖性的电路参数在一个集总模型框架，同时评估的实验条件对模型有效性的影响。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Performance of cavity-parametric amplifiers, employing Kerr nonlinearites, in the presence of two-photon loss
双光子损耗机制通常伴随着克尔非线性。超导传输线所表现出的动力学电感提供了一个克尔类非线性的例子，它伴随着双光子吸收型的非线性电阻。这种非线性耗散会降低采用类克尔非线性作为增益或混频介质的放大器和混频器的性能。作为参量放大器设计的一种辅助手段，我们提供了一个腔参量放大器采用克尔非线性，伴随着双光子吸收损耗的量子分析。由于它们在诊断中的有用性，我们获得了腔体内的泵浦振幅的表达式，反射系数的泵浦振幅反射的腔，参量增益，和互调增益。给出了计算压缩度的表达式。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Resonantly phase-matched Josephson junction traveling wave parametric amplifier
本文提出了一种克服约瑟夫森结行波参量放大器相位失配的方法，以获得宽带高增益。使用“谐振相位匹配”，我们设计了一个紧凑的超导器件，包括一个传输线与亚波长谐振夹杂物，同时实现了20 dB的增益，3 GHz的瞬时带宽，和-98 dBm的饱和功率。这种放大器非常适合低温宽带微波测量，例如基于超导，半导体或纳米机械元件以及传统天文探测器的量子相干电路的多路复用读出。
2014-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Bimodal Approach for Noise Figures of Merit Evaluation in Quantum-Limited Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers
超低噪声微波放大器的出现彻底改变了几个需要量子限制技术的研究领域。利用线性相位保持放大器的理论双峰描述，在本文中，我们分析了模型架构的一些固有特性（即，基于rf-SQUID的约瑟夫森行波参量放大器）在放大和噪声产生方面的关键案例研究输入状态（Fock和相干）。此外，我们提出了一个分析的输出信号时，热噪声波动的参数放大机制饲料的设备。
2021-12-29 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
Microwave Quantum Radar using a Josephson Traveling Wave Parametric Amplifier
低反射率物体的检测可以通过所谓的量子照明程序来改进。然而，量子检测概率随源带宽呈指数衰减。约瑟夫森参量放大器（JPA）技术用作源，产生一对纠缠信号，称为双模压缩真空态，显示出非常窄的带宽限制了微波量子雷达（MQR）的操作。本文首次提出了一种基于量子照明协议和约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）的微波量子雷达系统。在12 GHz泵浦的JTWPA的测量结果显示，在X波段的超宽带宽等于10 GHz，使我们的MQR隐形物体的检测有希望的候选人。
2021-11-05 cond-mat.supr-con quant-ph
Design and characterization of a lumped element single-ended superconducting microwave parametric amplifier with on-chip flux bias line
我们展示了一个集总元件约瑟夫森参量放大器，使用单端设计，包括一个片上，高带宽的磁通偏置线。放大器可以通过输入端口或通过磁通偏置线被泵浦到其参数增益区。宽带放大在5至7 GHz之间的可调频率$ω/2 π$下实现，具有量子限制噪声性能、大于500 MHz的增益带宽积和超过-120 dBm的输入饱和功率。偏置线允许放大器的快速频率调谐，在小于10 ns的时间尺度上具有数百MHz的变化。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers as Non-Classical Light Source for Microwave Quantum Illumination
通过所谓的量子照明程序，可以丰富对低反射率物体的探测。为了使这种量子过程优于经典检测协议，最初需要微波辐射的纠缠态。本文讨论了基于电路QED器件的约瑟夫森行波参量放大器（JTWPAs）作为双模压缩真空态（一种特殊的信号-闲频纠缠态）的合适光源的作用。获得的宽带宽使JTWPA成为在量子精密测量和信息处理应用中产生量子辐射的理想候选者。
2021-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Observing Parity Time Symmetry Breaking in a Josephson Parametric Amplifier
本研究利用三波混频模式的简并 Josephson 参量放大器构建平衡增益–损耗双模系统，并通过时域响应观测到 PT 对称性破缺导致的本征值由实转虚。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Traveling wave parametric amplifier with Josephson junctions using minimal resonator phase matching
约瑟夫森参量放大器由于其高增益和量子限制噪声而成为超导器件物理中的重要工具。行波参量放大器（TWPA）具有类似的噪声性能，同时允许带宽和动态范围的显著增加。我们提出了一种基于LC梯形传输线的约瑟夫森结和平行板电容器使用低损耗非晶硅介质的TWPA设备。最重要的是，我们沿着传输线以规则的间隔插入了$λ/4$谐振器，以保持泵浦、信号和空闲之间的相位匹配条件并增加增益。在4.GHz带宽上，平均增益为12.dB，平均饱和功率为-92.dBm，噪声接近量子极限。
2015-03-15 cond-mat.supr-con
Strong environmental coupling in a Josephson parametric amplifier
我们提出了一种集总元件约瑟夫森参量放大器设计与强耦合的环境。在这个制度中，我们观察到宽带频率依赖放大与多峰增益分布。我们占这种行为使用的“pumpistor”模型，允许频率依赖的外部阻抗的变化。使用这种理解，我们证明了在给定的频率下，通过环境阻抗的变化控制增益曲线。通过与合适的外部阻抗的强耦合，我们观察到动态范围的显着增加，以及高达700 MHz的大放大带宽，从而获得接近量子极限的性能。
2014-01-17 cond-mat.supr-con
Flux-driven Josephson parametric amplifier for sub-GHz frequencies fabricated with side-wall passivated spacer junction technology
本文介绍了一种适用于超灵敏热微波探测器读出的约瑟夫森参量放大器的实验结果。特别是，我们讨论的性能上的制造细节的影响。我们表明，小体积的沉积介电材料，使侧壁钝化间隔铌结技术，导致在宽范围的工作温度高达1.5 K的鲁棒操作。该放大器的中心频率在540 ~ 640 MHz范围内可调，三波混频增益超过20 dB。在600 MHz时，放大器会增加105 mK $\pm$ 9 mK的噪声，这是通过热/冷源方法确定的。相敏放大与设备证明。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Gate-tunable Josephson parametric amplifiers based on semiconductor nanowires
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；Institut Néel（内尔研究所）；Center for Quantum Devices（量子器件中心）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究基于平行InAs纳米线阵列制备出栅极可调约瑟夫森参量放大器，实现近1 GHz的频率调谐范围、超20 dB的多频增益及接近量子极限的噪声水平，为同材料体系的栅极可调量子比特与量子极限放大器片上集成提供了新平台。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The pumpistor: a linearized model of a flux-pumped SQUID for use as a negative-resistance parametric amplifier
我们描述了一个磁通驱动SQUID的电路模型。这有助于深入了解这些器件如何作为参量放大器中的有源元件。关键的概念是磁通泵SQUID中的频率混合允许出现有效的负电阻。在这里处理的三波简并情况下，仅在允许的输入信号相位的一定范围内出现负电阻。这个模型很容易适用于更复杂电路的可测试预测。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Symmetric Traveling Wave Parametric Amplifier
利用对称射频SQUID的新概念，研制了一种基于三波混频的对称行波参量放大器（STWPA），并进行了实验测试。这允许通过施加外部电流来完全控制STWPA的二阶和三阶非线性。以这种方式，可以达到最佳偏置点，同时考虑相位失配和泵浦耗尽最小化。该结构在4.2K下进行了测试，显示出4GHz的带宽和17dB的最大估计增益。STWPA也表现出极大的灵活性，允许上下变频混频器操作和射频控制开关。
2019-04-21 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Traveling-wave parametric amplifier based on three-wave mixing in a Josephson metamaterial
我们研制了一种三波混频的约瑟夫森行波参量放大器[A. B. Zorin，Phys. Rev. Applied 6，034006，2016]。该放大器由一个微波传输线形成的非滞后单结SQUID的串行阵列。这些SQUID是磁通偏置的方式，跨约瑟夫森结的相位降等于90度，并且SQUID回路中的持续电流等于约瑟夫森临界电流值。这种一维超材料具有最大的二次非线性和零三次（克尔）非线性。这种性质允许相位匹配和指数功率增益的传播微波发生在一个很宽的频率范围。我们报告了在T = 4.2 K的温度下对Nb三层样品进行的原理验证实验，这表明我们的实用宽带约瑟夫森参量放大器的概念是有效的，并且非常有希望实现量子限制操作。
2017-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Single-shot readout of a superconducting flux qubit with a flux-driven Josephson parametric amplifier
本文报道了利用磁通驱动约瑟夫森参量放大器（JPA）实现超导磁通量子比特的单次读出。在优化读出功率、JPA增益和数据采集时间后，我们观察到了对比度为74%的拉比振荡，这主要受到JPA带宽和量子比特能量弛豫的限制。在连续监测下观察到的量子比特本征态之间的量子跳跃表明读出方案的非破坏性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Three-Wave Mixing Quantum-Limited Kinetic Inductance Parametric Amplifier operating at 6 Tesla and near 1 Kelvin
本文介绍一种基于NbN超导薄膜的动力学电感参量放大器，在6特斯拉磁场和850 mK温度下实现量子极限放大，具有高动态范围和磁场兼容性，为量子信号处理提供稳健方案。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
High-gain weakly nonlinear flux-modulated Josephson parametric amplifier using a SQUID-array
我们研制了一种基于超导集总电感LC谐振器的高增益量子限幅微波参量放大器，该谐振器由8个超导量子干涉器件（SQUID）组成。该放大器通过以两倍于谐振器频率调制穿过SQUID的通量来参数泵浦。在5 GHz附近，非简并工作模式下，最大增益为31 dB，乘积幅度增益×带宽大于60 MHz，在20 dB增益下，1 dB压缩点为-123 dBm。相敏放大-去放大也在退化模式下测量，并产生37 dB的最大增益。由于SQUID阵列的非线性较小，所获得的压缩点比具有相同电感的单个SQUID所获得的压缩点高18 dB。
2014-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bandwidth and dynamic range of a widely tunable Josephson parametric amplifier
利用微波场来操纵量子信息的能力使得约瑟夫森参量放大器（JPA）重新受到人们的关注。对于这些应用，JPA以最小的附加噪声放大信号的能力至关重要。不幸的是，JPA通常是动态范围小的窄带放大器。因此，了解任何特定JPA的带宽和动态范围以确定它是否适合这些应用程序是很重要的。我们最近推出了一种新的JPA。虽然它仍然是窄带，但放大的频带可以在整个倍频程上调谐。我们已经表明，它具有良好的噪声性能，可以挤压真空噪声10分贝。在这里，我们的其他重要参数的放大器，特别是信号带宽，动态范围和饱和功率。
2009-03-06 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
Multistability of a Josephson parametric amplifier coupled to a mechanical resonator
本文研究了约瑟夫森参量放大器（JPA）耦合到一个机械振荡器的动力学，如实现与直流超导量子干涉仪（SQUID）与嵌入式活动臂。我们分析了该系统的制度时，机械振荡器的频率是相当的幅度与SQUID的等离子体振荡。当纳米机械谐振器被驱动时，它强烈地影响JPA的动力学。我们发现，这种耦合可以大大修改的动力学JPA和诱导其多稳态，而不是常见的双稳态。如果考虑用于检测机械运动的JPA，则该分析是相关的。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modeling and Harmonic Balance Analysis of Parametric Amplifiers for Qubit Read-out
本文针对量子比特读出应用，展示了如何在商用仿真器中建模基于约瑟夫森结的非线性电感，并利用谐波平衡方法可靠预测行波参量放大器的增益和泵浦谐波转换性能，通过两种架构的实验对比验证了方法的可靠性。
2024-07-22 cond-mat.supr-con eess.SP nlin.PS
Pump-efficient Josephson parametric amplifiers with high saturation power
本研究数值研究约瑟夫森参量放大器的功率附加效率上限，提出两种电路实现和级联方案，在20 dB增益下将PAE从0.1%提升至至少95%。
2025-02-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson Parametric Amplifier in Axion Experiments
本文在轴子晕镜搜索实验中采用磁通驱动约瑟夫森参量放大器，在0.938-0.963 GHz频段实现低于110 mK的附加噪声，接近半量子噪声极限。
2023-04-20 cond-mat.supr-con hep-ph
Josephson traveling-wave parametric amplifier with three-wave mixing
利用超导传输线中单结SQUID串联阵列的二次非线性特性，提出了行波约瑟夫森参量放大器的概念。施加到SQUID的外部磁通量使得可以有效地控制它们的电流-相位关系的形状，并且因此控制二次和三次（类克尔）非线性之间的平衡。该特性允许我们在有利的三波混频模式下操作，具有最小相位失配、功率增益对段数$N$的指数依赖性、大带宽、高动态范围、以及基本上分离的信号（$f_s$）和泵浦（$f_p$）频率服从关系式$f_s+f_i = f_p$，其中$f_i$是空闲频率。用典型的实验参数，$12$ GHz的泵浦频率和$N = 300$的放大器特性的估计在5.6 GHz的带宽中产生20 dB的平坦增益。
2016-09-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers with Plasma oscillation phase-matching
提出将放大器中心线的Josephson结作为相位匹配谐振元件，利用Josephson等离子体振荡产生波矢失配并防止泵浦能量转换，实现15 dB增益和3.5 GHz带宽，性能与最先进TWPAs相当。
2025-08-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Non-degenerate parametric amplifiers based on dispersion engineered Josephson junction arrays
本文提出一种基于色散工程约瑟夫森结阵列的非简并参量放大器，利用含10^3个JJ的长阵列在低于10 GHz的多个本征模实现放大，并借助SQUID结实现磁通可调，以90%保真度演示了transmon量子比特量子跃迁的连续检测。
2023-10-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Flux-driven Josephson parametric amplifiers: Hysteretic flux response and nondegenerate gain measurements
约瑟夫森参量放大器（JPA）已成为量子科学和超导电路技术中的关键器件。特别是，它们可以用作量子限制放大器或作为压缩微波场的源。在这里，我们报告的详细测量的五个磁通驱动的JPA，其中三个表现出滞后依赖的谐振频率与所施加的磁通量。我们模型的直流超导量子干涉器件（dc-SQUID），它提供了JPA的非线性，为有限的屏蔽参数$β_\mathrm{L}\,{>}\,0$的二维潜在景观的基础上，通过数值模拟的测量特性，并表现出良好的数值结果和实验数据之间的协议。此外，我们还研究了不同JPA的非简并响应，并用我们的理论准确地描述了实验结果。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Graphene amplifier reaches the quantum-noise limit
石墨烯基约瑟夫森参量放大器的新闻和观点。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of 2$^\text{nd}$ harmonic current--phase relation on a behavior of a Josephson Traveling Wave Parametric Amplifier
本研究数值模拟了含二阶谐波电流-相位关系的约瑟夫森行波参量放大器，发现谐波权重影响增益，并确定了最优权重，可在无分散工程下实现约13 dB增益。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
