本公開總體上涉及超導信號放大器。相關技術的描述行波參數放大器(twpa)是常用的超導放大器。twpa包括非線性lc傳輸線，具有約瑟夫遜結，提供電感和非線性。twpa是一些量子計算系統的主力放大器，因為twpa具有高增益、低噪聲、以及用于多個量子位的讀出的足夠帶寬和飽和功率。當使用具有激勵音調(signal?tone)的twpa來放大信號音調時，twpa通過從激勵音調獲取功率來放大信號音調。這是一個四波混頻過程，其中兩個泵浦光子被轉換成信號頻率的新光子和閑頻的光子。在該過程中，能量(頻率)和動量(波矢量)都要被保存。對于小信號，這兩個標準可以同時滿足。然而，在大泵浦音調(large?pump?tone)下，可能產生功率相關的相移，因此不再滿足波矢量標準。為了同時滿足這兩個標準，引入了諧振相位匹配。具體地，通過在整個傳輸線中周期性地添加微波諧振器，改變了傳輸線的色散，使得對于微波諧振器的頻率附近的泵浦音調，同時滿足這兩個標準。這些微波諧振器被稱為色散諧振器或色散特征，其是添加到twpa傳輸線的組件，以在twpa傳輸線用于放大信號時添加色散。不幸的是，由于添加了色散諧振器，可能存在額外的增益下降，這降低了twpa的可用帶寬。該下降是色散諧振器相位的第二模式的頻率與產生高階互調產物的四波混頻過程相匹配的情況。
背景技術：
技術實現思路
1、本公開的一些實施例提供了具有改進的帶寬的行波參數放大器(twpa)傳輸線。傳輸線包括一個或多個單位單元。每個單位單元包括串聯的接地的電容器和約瑟夫遜結，以提供電感和非線性。一個或多個色散諧振器耦合到傳輸線。每個色散諧振器被配置為(i)使用諧振器的第一諧波模式用于傳輸線中的諧振相位匹配，以及(ii)防止諧振器的第二模式與傳輸線的互調產物相互作用。防止第二模式與裝置的互調產物相互作用，且移除信號增益中的下降，借此增加twpa的可用帶寬。換句話說，諧振器經配置以在twpa的互調產物的頻率范圍中移除或抑制到第二模式的耦合。
2、在一些實施例中，使用節點耦合方法來抑制第二模式的耦合。具體地，諧振器是四分之一波長諧振器，其經由耦合電容器在諧振器的第二模式的電壓節點處耦合到傳輸線。諧振器包括從第二模式的電壓節點接地的第一傳輸線和到開路的第二傳輸線。第一模式是諧振器的基頻，第二模式是諧振器的基頻的三次諧波。
3、在一些實施例中，使用變換的諧振器方法，使得諧振器被配置為將第二模式解諧或解耦合若干個ghz，使得諧振器的第二模式不與傳輸線的互調產物對準。諧振器是八分之一波長傳輸線諧振器，其包括與開路傳輸線并聯的接地電感器。在一些實施例中，開路傳輸線是充當分流接地的電容器的變換等效電容器。在一些實施例中，變換等效電容器具有基于(i)開路傳輸線的特性阻抗和(ii)諧振器的目標分散頻率確定的有效電容，而對地電感器具有根據諧振器的目標分散頻率和變換等效電容器的有效電容設置的電感。
4、twpa對于量子計算機的放大是有用的。通過使用節點耦合法或變換諧振器法，可以消除增益中的下降或將其推出互調(im)產物的范圍，從而增加twpa的可用讀出帶寬。增加twpa的可用讀出帶寬可以用于增加利用單個twpa測量的復用量子位的數量，或者用于使讀出諧振器進一步間隔開以減少串擾。去除增益下降促進讀出諧振器與量子位之間的失諧，以減少量子系統中的普肯爾損耗(purcell?loss)。
5、前述
技術實現要素：
旨在用作本公開的一些實施例的簡要介紹。這并不意味著是對本文中公開的所有發明主題的介紹或概述。下面的詳細描述和在詳細描述中參考的附圖將進一步描述發明內容中描述的實施例以及其它實施例。因此，為了理解由本文檔描述的所有實施例，提供了概述、詳細描述和附圖。此外，所要求保護的主題不受發明內容、具體實施方式和附圖中的說明性細節的限制，而是由所附權利要求來限定，因為所要求保護的主題可以在不脫離本主題的精神的情況下以其他特定形式來體現。
1.一種裝置，包括：
2.根據前述權利要求所述的裝置，其中所述諧振器被配置為在所述傳輸線的所述互調產物的頻率范圍中移除或抑制所述傳輸線與所述諧振器之間的所述第二模式的耦合。
3.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述諧振器經由耦合電容器在所述諧振器的所述第二模式的電壓節點處被耦合到所述傳輸線。
4.根據前述權利要求所述的裝置，其中所述諧振器是四分之一波長諧振器，所述第一模式是所述諧振器的基頻，并且所述第二模式是所述諧振器的所述基頻的三次諧波。
5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述諧振器經由電感耦合在所述諧振器的所述第二模式的電流節點處被耦合到所述傳輸線。
6.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述諧振器被配置為將所述第二模式失諧或解耦若干ghz，從而使得所述諧振器的所述第二模式不與所述傳輸線的所述互調產物對準。
7.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述諧振器包括與開路傳輸線并聯的接地的電感器。
8.根據前述權利要求所述的裝置，其中所述諧振器是八分之一波長傳輸線諧振器。
9.根據前述兩項權利要求中任一項所述的裝置，其中所述開路傳輸線是作為分流接地的電容器操作的變換等效電容器。
10.根據前述權利要求所述的裝置，其中所述變換等效電容器具有基于(i)所述開路傳輸線的特性阻抗和(ii)所述諧振器的目標色散頻率而被確定的有效電容。
11.根據前述權利要求所述的裝置，其中所述接地的電感器具有根據所述諧振器的所述目標分散頻率和所述變換等效電容器的所述有效電容而被設置的電感。
12.一種方法，包括：
13.根據前述權利要求所述的方法，其中所述諧振器被配置為在所述傳輸線的所述互調產物的頻率范圍中去除或抑制所述傳輸線與所述諧振器之間的所述第二模式的耦合。
14.根據前兩項權利要求中任一項所述的方法，其中所述諧振器是四分之一波諧振器，所述四分之一波諧振器經由耦合電容器在所述諧振器的所述第二模式的電壓節點處被耦合到所述傳輸線。
15.根據前三項權利要求中任一項所述的方法，其中所述諧振器包括從所述第二模式的電壓節點接地的第一傳輸線和到開路的第二傳輸線。
16.根據前四項權利要求中任一項所述的方法，其中所述諧振器被配置為將所述第二模式失諧或解耦若干ghz，從而使得所述諧振器的所述第二模式不與所述傳輸線的所述互調產物對準。
17.根據前五項權利要求中任一項所述的方法，其中所述諧振器是八分之一波長傳輸線諧振器，所述八分之一波長傳輸線諧振器包括與開路傳輸線并聯的接地的電感器。
18.根據前述權利要求所述的方法，其中所述開路傳輸線是作為分流接地的電容器操作的變換等效電容器。
19.根據前述權利要求所述的方法，其中所述變換等效電容器具有基于(i)所述開路傳輸線的特性阻抗和(ii)所述諧振器的目標色散頻率而被確定的有效電容。
20.根據前述權利要求所述的方法，其中所述接地的電感器具有根據所述諧振器的所述目標分散頻率和所述變換等效電容器的所述有效電容而被設置的電感。