本源量子

本源量子研制出量子参数放大器,噪声低至量子极限水平

发布时间:2019-04-03 10:58:17

在信号处理系统中,一个低噪声、高增益的前端放大器是提高系统灵敏度的关键。量子计算机同样依赖于放大器的性能。

为了获得量子芯片运行的结果,我们会施加一个特殊的探测信号,并在随后的线路中将其检测出来加以分析。为了维持量子芯片的相干性,我们要求探测信号为一个微弱的短脉冲,通常由1-10个光子构成的调制波形组成。如此微弱的信号,极易淹没在噪声中,目前市场上最好的商用放大器也无法达到可靠读出真实信号的效果。

本源量子研制出一款基于超导约瑟夫森结构的量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650。该放大器工作在6-7GHz频段内,工作中心可调,增益最高可达20dB。

相比第一代的量子参数放大器OriginQ-LJPA系列(未公开发布),IMPA系列量子参数放大器的增益带宽提高了10倍,具有典型>400 MHz的增益带宽,可用于宽带弱信号放大,特别适用于量子计算研究。它的噪声温度不到400 mK,比同频段最好的商用放大器低一个数量级。使用量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650作为量子计算机系统的最前级放大器,能够使得整个系统的信噪比提高5-20倍。

图为量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650的结构示意图,芯片尺寸不到3mm×3mm

图为成品示意图,整体尺寸大约3 cm×2 cm×2 cm

性能测试

 

量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650增益实测数据

 

量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650增益带宽实测数据,其中红色曲线为应用在量子芯片测试时的增益数据,蓝色为一组对比测试数据。在调节增益中心的过程中,OriginQ-IMPA-6650的增益带宽最大可以达到480 MHz

  

量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650 -1 dB饱和功率实测数据,其中功率的参考点设为-100 dBm

 

量子参数放大器OriginQ-IMPA-6650 噪声温度实测数据,最低噪声温度仅为300 mK左右

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详情可在本源量子官网上查看,了解更多信息,请联系本源量子oqc@originqc.com