Reconfigurable Josephson Circulator/Directional Amplifier

Circulators and directional amplifiers are crucial nonreciprocal signal routing and processing components involved in microwave read-out chains for a variety of applications. They are particularly important in the field of superconducting quantum information, where the devices also need to have minimal photon losses to preserve the quantum coherence of signals. Conventional commercial implementations of each device suffer from losses and are built from very different physical principles, which has led to separate strategies for the construction of their quantum-limited versions. However, as recently theoretically, by establishing simultaneous pairwise conversion and/or gain processes between three modes of a Josephson-junction-based superconducting microwave circuit, it is possible to endow the circuit with the functions of either a phase-preserving directional amplifier or a circulator. Here, we experimentally demonstrate these two modes of operation of the same circuit. Furthermore, in the directional amplifier mode, we show that the noise performance is comparable to standard nondirectional superconducting amplifiers, while in the circulator mode, we show that the sense of circulation is fully reversible. Our device is far simpler in both modes of operation than previous proposals and implementations, requiring only three microwave pumps. It offers the advantage of flexibility, as it can dynamically switch between modes of operation as its pump conditions are changed. Moreover, by demonstrating that a single three-wave process yields nonreciprocal devices with reconfigurable functions, our work breaks the ground for the development of future, more complex directional circuits, and has excellent prospects for on-chip integration.

http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.5.041020

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 230,527評論 6 544
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 99,687評論 3 429
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 178,640評論 0 383
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 63,957評論 1 318
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 72,682評論 6 413
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 56,011評論 1 329
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 44,009評論 3 449
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 43,183評論 0 290
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,714評論 1 336
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 41,435評論 3 359
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,665評論 1 374
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 39,148評論 5 365
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,838評論 3 350
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 35,251評論 0 28
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 36,588評論 1 295
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 52,379評論 3 400
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,627評論 2 380

推薦閱讀更多精彩內容

  • **2014真題Directions:Read the following text. Choose the be...
    又是夜半驚坐起閱讀 9,776評論 0 23
  • 忙忙碌碌的一天又結束了,孩子們都已睡覺了,我開始今天的最后一項任務――寫日記。 今天我先去幼兒園接上兒...
    王皓怡媽媽閱讀 169評論 0 0
  • 我希望 每天 都能看到日食和潮汐 每天 都能聞到四季的氣息 我希望太陽 不會 掐死冷艷的雪花 不會 吃掉彎彎的月牙...
    不無草堂主人閱讀 143評論 0 3
  • 別了,我走了 春意闌珊的江南 白墻青瓦煙雨朦朧的小巷 別了,那一雙深情的眼眸 戀醉心靈的秀影 別了,該怎么說 這如...
    不會游泳的魚唐閱讀 518評論 1 6
  • 昨天回家問孩子過的如何,本以為會能比較適應。看來還是高估孩子適應力了,開始問了一圈她也沒說啥。最后才說還是想念以前...
    goldfish2017閱讀 217評論 0 0