[go: up one dir, main page]

NL1044821B1 - Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier - Google Patents

Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier

Info

Publication number
NL1044821B1
NL1044821B1 NL1044821A NL1044821A NL1044821B1 NL 1044821 B1 NL1044821 B1 NL 1044821B1 NL 1044821 A NL1044821 A NL 1044821A NL 1044821 A NL1044821 A NL 1044821A NL 1044821 B1 NL1044821 B1 NL 1044821B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
electrode
josephson
jtwpa
length segment
josephson junction
Prior art date
Application number
NL1044821A
Other languages
English (en)
Inventor
Julian Wesselink Wouter
Boertjes Nils
Jochem Knoll Lennart
Bruno Alessandro
Basili Stefanos
Mykolayovych Dobrovolskiy Sergiy
Original Assignee
Quantware Holding B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quantware Holding B V filed Critical Quantware Holding B V
Priority to NL1044821A priority Critical patent/NL1044821B1/en
Priority to PCT/EP2025/053622 priority patent/WO2025172308A1/en
Priority to TW114105488A priority patent/TW202541418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of NL1044821B1 publication Critical patent/NL1044821B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N69/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one superconducting element covered by group H10N60/00
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N10/00Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N10/00Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
    • G06N10/40Physical realisations or architectures of quantum processors or components for manipulating qubits, e.g. qubit coupling or qubit control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F19/00Amplifiers using superconductivity effects
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0912Manufacture or treatment of Josephson-effect devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Claims (1)

  1. CONCLUSIES
    . Een Josephson lopende-golf parametrische versterker (Engels: Josephson travelling wave parametric amplifier), JTWPA, omvattende: een geleidende laag; een diëlektrische laag; en een aantal Josephson-juncties, welke zijn omvat door een transmissielijn, waarbij elke Josephson-junctie een elektrodspaar omvat, die zich naar elkaar toe uitstrekken om een overlapgebied te definiëren, waarbij ten minste één elektrode van één of meerdere van de elektrodeparen omvat: een eerste lengtesegment, dat althans het overlapgebied omvat; en een tweede lengtesegment gelegen tegenover net eerste lengtesegment, waarbij bet tweede lengtesegnient van genoemde ten minsts ene elektrode een diameter omwat, {welke zich orthogonaal aan een lengterichting. van de elektrode en in hoofdzaak parallel aan de geleidende laag wuitstreki), waarbij genoemde diameter groter is dan een diameter van het eerste lengtesegment, waardoor het tweede lengtesegment met de vergrote diameter, in combinatie met de geleidende laag en de diëlektrische laag, een capacitieve structuur definieert die althans deels cen karakteristieke impedantie van de JTWPA definieert.
    2. De JTWPA volgens conclusie 1, waarbij het aantal Josephson-juncties in een kronkelend plaatsingspatroon is aangebracht, waarbij windingen van bet kronkelende plaatsingspatroon zijn gedefinicerd door respectievelijke eerste lenglesegmenten van naburige elektrodeparen van opeenvolgende Josephson-juncties. 3 De JTWPA volgens conclusie 2, waarbij het kronkelende plaatsingspatroon van het aantal Josephson-juncties een eerste substructuur omvat, omvattende: ven eerste Josephson-junctie omvattende een eerste elektrode en cen tweede elektrode: een tweede Josephson-junciie omvattende een tweede elektrode en een derde elektrode, waarbij de tweede elektrode tussen de eerste elektrode en de derde elekirode is opgesteld; een derde Josephsan-junctie ormvatiende de derde elektrode en een vierde elektrode, waarbij de derde elektrode tussen de tweede elektrode en de vierde elektrode is opgesteld; en een vierde Josephson-junctie omvattende de vierde elektrode en een vijfde elektrode, waarbij de vierde elektrode tussen de derde elektrode en de vijfde elekirode is opgesteld; waarbij de eerste elekirode, de derde elektrode en de vijfde elektrode zich parallel aanelkaar in een eerste richting uitstrekken; en de tweede elektrode en de vierde elektrode zich parallel aan elkaar in een tweede richting uitstrekken.
    QA. 4, De ITWPA valgens conclusie 2 of 3, wasrbij het kronkelende patroon van het aanta! Josepbsoan-huwties een tweede substructure omvat, omvattende: zen vijfde Josephsonjumctie omvattende cen zesde elektrode en een zevende viektode; een zesde Josephsor-junctie omvattende de zevende elektrode en ven achtste elektrode; een zevende Josephson-junctie omvattende de achtste elektrode en cen negende elekirode; en ven achtste Josephson-functie omvattende de negende elektrode en cen tiende elektrode, waarbij de zesde elekirode, de achtste elektrode ern de tiende elektrode. zich in hoofdzaak parallel aan elkaar in een derde richting uitstrekken, en de zevende elektrade en de negende elektrode zich in hoofdzaak parallel aan elkaar in een wierde richting uitstrekken.
    5. De JTWPA volgens oen willekeurige van de voorgaande conclusies, waarbij hel eerste lengiesegment en het tweede lengtesegment van de ten minste ene elektrode integraal gevormd zijn,
    6. De ITWPA volgens conclusie 3, waarbij hel verste lengtessgment en het tweede lengtesegment zijn gevorrad in cen enkele ileralis van con fabricagetechniek, bij voorkeur zen vokele Heratie van een fabricagetechniek gebaseerd op onder een hoek opdampen,
    7. De JTWPA volgens conclusie ò, waarbij het tweede lengiesegment een vorm Omvat, die in hoofdzaak cirkelvormig of verlhoekig is met con sandal zijden van gelijke grootte. 8 De JTWPA volgens conclusie 6 of 7, waarbij een eersie contour van bet twepde lenglescgroent, wanneer gezien in ven semi afrettingsrichting van de fabricagetechniek, overeenkomt met een tweede contour van het tweede lengtesegment, warmeer gezien in een tweede afrettingsrichting van de fabricagetechniek; evel waarbij het tweede lengtesegment rotatiesynmmetrie vertoont met betrekking tot de eerste afzettingsrichting en de tweede alzetiingsrichting van de fabricagetechniek. 39 9. [De JTWPA volgens conclusie §, waarbij het tweede lengtesegment een in hoofdzaak vierkante vorm omvalt,
    10. De JTWPA volgens conclusie 9, waarbij het tweede lengiesegroent met de vierkante vorm zodanig georiënteerd is, dat een diagonaal van het tweede lengtesegment samenvalt met con lengterichting van de ten minste ene elektrode.
    11. De JTWPA volgens conclusie 10, waarbij de diagonaal van het tweede lengtesegment voorts samenvalt met een horizonlale vectorcomponent van ten minste één van de eerste afzettingsrichting en de tweede afzettingsrichting van fabricagetechniek.
    12. De JTWPA volgens een willekeurige van de voorgaande conclusies, waarbij het tweede lengtesegment een oppervlaktegebied van 3 wn? tot en met 1000 um? meer bij voorkeur van 6 um? tot en met 600 unt), meest bij voorkeur van 10 pm? tot en met 150 um? omvat,
    13. De JTWPA volgens een willekeurige van de voorgaande conclusies, waarbij één of beide van een capaciteit en een inductantie van de transmissielijn periodiek is gemoduleerd, waardoor de impedantie van de transmissielijn periodiek wordt gemoduleerd, zodat een stopband voor fase- aanpassing wordt gedefinieerd in een dispersierelatie van de transmissielijn. 14, De [TWP volgens conclusie 13, waarbij de inductantie van de transmissielijn periodiek wordt gemoduleerd door periedieke modulatie van respectieve diameters van eerste lengtesegmenten: van opeenvolgende elektroden, zodat elektrodeparen die opeenvolgende Josephson-junsties vormen periodiek modulerende overlapgebieden omvatte.
    15. De JTWPA volgens conclusie 13 of 14, waarbij de capaciteit van de transmissieliin periodiek wordt gemoduleerd door periodieke modulatie van respectieve diameters van de tweede lengtesegmerten van opeenvolgende elektroden die de transmissielijn vormen.
    16. Een kwantumecomputersysteeny, omvattende ten minste: - ten minste één meetobject, zoals een kwantumbit, gubit; en - ten minste één JTWPA volgens een willekeurige van de voorgaande conclusies.
    17. Werkwijze voor het verkrijgen van een JTWPA, omvattende het verschaffen van gen gelaagde siapel omvattende een substraat, een geleidende laag, een diëlektrische laag en een fotolaklaag, het onderwerpen van de gelaagde stapel aan cen blootstellingsproces gevolgd door ven ontwikkelproces, waardoor de fotolaklaag in gebieden overeenkomstig. met respectieve te vormen Josephson-juncties wordt verwijderd, het vormen van een aantal Josephson-juncties, elk omvattende sen elektrodepaar die zich naar elkaar toe uitstrekken en een overlapgebied definiëren; waarbij de werkwijze verder omvat,
    het vormen van ten minste één elektrode van Één of meerdere van het aanfal elekirodenparen, zodat deze omvat: ven versie lengtesegment omvatiende een overlapgebied met cen naburige clekirade; en een tweede lenglesegment gelegen tegenover het eerste lenglesegment, waarbij zensemd tweede lengiesegment is gevormd om een diameter te omvatten, die zich orthogongal aan een lengterichting van de elektrode en in hoofdzaak parallel aan de geleidende laag aiïtstrekt, waarbij genoemde diameter groter is dan cen diameter van het eerste lengiesegment.
    18. De werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de stap van het vormen van het aantal Josephson-juncties omvat: het vormen van bet aantal Josephson-juncties in zen kronkelend plaatsingspatroon, waarbij windingen ven bet kronkelende pkatsingspalroon zijn pedeïjnieerd door respectieve eerste lergiesegmenten omvattende het overlapgebied met pen naburige elektrode van opvenvolgende Josepbson-funsties, waarbij het kronkelende plastsingspatroon. bij voerkeur is zevarmd om een substructuur te zovelen, welke omvat: ven eerste Josephson-junciie omvattende een eerste slskirade en een tweede elektrode; en een tweede Josephson junstie omvattende de tweede elelirode en con derde elektrode, waarbij de tweede elektrode tussen de verste slekinade zn deerde elektrode is opgesteid, waarbij de eerste en de derde elektrode zich parallel aan elkaar uitstrekken in een eerste kronkelnchtng van het Kronkelende piaatsingspatroon, on de tweede clskirde zich uilstrekt im eon tweede kronkelrichting van het kronkelende plaatsingspatroon, loodrecht op de eerste kronkelrichting, wamrbij opeenvolgende eerste substructuren gespiegeld langs een hanhin van de serste substructuowr zijn opgesteld.
    19. De werkwijze volgens conclusie 18, waarbij het kronkelende plastsíngspatroon is gevormd om cen tweede substructour te omvatten, welke omvat: een derde Josephson-junctie omvattende sen vierde elektrode en een vijfde elektrode; een vierde Josephssn-hmutie omvattende de vijfde elektrode en een zesde elektrode: sen vijfde Josephson-junctie omvatiende de zesde slekirnde zn cen zevende elekinpde; en een zesde Josephson-junctie omvatiende de zevende elektrode on zen achiste elektrode, waarbij de vierde elektrode, de zesde elektrode ende achiste elektrode zich, parallel aan elkaar, in de eerste kronkelichting uitstrekken, en waarbij de vijfde elektrode en de zevende elektrode zich, parallel aan elkaar, in de tweede kronkelrichting van het kronkelende plaatsingspatroon uitstrekken.
    20. De werkwijze volgens een willekeurige van de voorgaande conclusies 17 - 19, waarbij het eerste lengtesegment en de tweede lengtesegmenten van de ten minste ene elektrode integraal! gevormd zijn, bij voorkeur in één enkele iteratie van een fabricagetechniek, meer bij voorkeur één enkele iteratie var een, op onder een hoek opdampen gebaseerde, fabricagetechniek.
    21. De werkwijze volgens conclusie 20, waarbij het tweede lengtesegment wordt gevormd om een vorm te omvatien, die in hoofdzaak cirkelvormig of veelhoekig is met een aantal zijden van gelijke grootte, waarbij het tweede lengtesegment is gevormd om rotatiesymumnetrie fe vertonen met betrekking tot een eerste afzettingsrichling en een tweede afzetlingsrichting van een, op onder een hoek opdampen gebaseerde, fabricagetechniek,
NL1044821A 2024-02-16 2024-02-16 Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier NL1044821B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1044821A NL1044821B1 (en) 2024-02-16 2024-02-16 Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier
PCT/EP2025/053622 WO2025172308A1 (en) 2024-02-16 2025-02-12 Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining the same
TW114105488A TW202541418A (zh) 2024-02-16 2025-02-14 約瑟夫森行波參數放大器及獲得該約瑟夫森行波參數放大器之方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1044821A NL1044821B1 (en) 2024-02-16 2024-02-16 Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1044821B1 true NL1044821B1 (en) 2025-08-25

Family

ID=90721425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1044821A NL1044821B1 (en) 2024-02-16 2024-02-16 Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier

Country Status (3)

Country Link
NL (1) NL1044821B1 (nl)
TW (1) TW202541418A (nl)
WO (1) WO2025172308A1 (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117294258A (zh) * 2023-09-22 2023-12-26 中国科学技术大学 行波参量放大器和行波参量放大器的制备方法
EP4358686A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-24 QuantWare Holding B.V. Josephson travelling wave parametric amplifier and manufacturing method thereof
WO2024107294A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-23 Massachusetts Institute Of Technology Low loss broadband quantum limited floquet-mode amplifier

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4358686A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-24 QuantWare Holding B.V. Josephson travelling wave parametric amplifier and manufacturing method thereof
WO2024107294A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-23 Massachusetts Institute Of Technology Low loss broadband quantum limited floquet-mode amplifier
CN117294258A (zh) * 2023-09-22 2023-12-26 中国科学技术大学 行波参量放大器和行波参量放大器的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PLANAT L ET AL: "Photonic-Crystal Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifier", PHYSICAL REVIEW X, vol. 10, 021021, 28 April 2020 (2020-04-28), XP093113646, DOI: 10.1103/PhysRevX.10.021021 *
WHITE T C ET AL: "Traveling wave parametric amplifier with Josephson junctions using minimal resonator phase matching", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 106, 242601, 15 June 2015 (2015-06-15), XP012198215, DOI: 10.1063/1.4922348 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW202541418A (zh) 2025-10-16
WO2025172308A1 (en) 2025-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Porterfield High-efficiency terahertz frequency triplers
Niepce et al. Geometric scaling of two-level-system loss in superconducting resonators
NL1044821B1 (en) Josephson travelling wave parametric amplifier and method for obtaining such a josephson travelling wave parametric amplifier
KR100546759B1 (ko) 식각된 강유전체 박막을 이용한 분포 정수형 아날로그위상 변위기 및 그 제조방법
WO2020261667A1 (ja) 回路製造方法及び超伝導回路
Zhao et al. Nonlinear properties of supercurrent-carrying single-and multi-layer thin-film superconductors
Mantegazzini et al. High kinetic inductance NbTiN films for quantum limited travelling wave parametric amplifiers
CN113903854A (zh) 一种超导芯片
Domingue et al. Design methodology and optimization of distributed MEMS matching networks for low-microwave-frequency applications
WO2021170453A1 (en) Compact resonator with shifted higher modes for quantum buses
Tominaga et al. Intrinsic quality factors approaching 10 million in superconducting planar resonators enabled by spiral geometry
Arya Design and Analysis of Substrate Integrated Waveguide
CN117294258B (zh) 行波参量放大器和行波参量放大器的制备方法
Javadzadeh et al. Non‐linearity in superconducting coplanar waveguide rectangular‐spiral resonators
Chiu et al. Integration of graphene-based superconducting quantum circuits in a three-dimensional cavity
Maaskant et al. Application of trapezoidal-shaped characteristic basis functions to arrays of electrically interconnected antenna elements
Takemoto-Kobayashi et al. Monolithic high-T/sub c/superconducting phase shifter at 10 GHz
Mohebbi et al. CAD model for circuit parameters of superconducting-based hybrid planar transmission lines
Soliman Rapid frequency sweep technique for MoM planar solvers
NL2038876B1 (en) Josephson junction quantum mechanical device with increased critical current
Rocha-Aguilera et al. Impact of conductor losses and metal overetching on integrated superconducting coplanar waveguide resonators
Longden et al. A compact kinetic inductance travelling wave parametric amplifier with continuous periodic loading structure
Amini et al. Radiated Emission from Superconducting Coplanar Waveguide Transmission Lines
Cabon et al. Attenuation, phase velocity and current density distribution in high critical temperature superconducting planar transmission lines
Tang et al. Enhanced performance of a 60-GHz power amplifier by using slow-wave transmission lines in 40 nm CMOS technology