Параметрические усилители бегущей волны (ПУБВ) на основе сверхпроводников усиливают слабые микроволновые сигналы с минимальным шумом, но их эффективность ограничена обратным распространением энергии. Исследователи из нескольких европейских учреждений создали новый ПУБВ на основе джозефсоновских переходов — наноразмерных сверхпроводящих компонентов.
Устройство использует нелинейность третьего порядка для усиления сигнала и нелинейность второго порядка для сдвига частоты обратных волн, обеспечивая изоляцию до 30 дБ. Это предотвращает обратное распространение энергии, повышая эффективность усилителя. ПУБВ демонстрирует усиление до 20 дБ в полосе пропускания свыше 500 МГц с шумом, близким к квантовому пределу.
Разработка особенно перспективна для квантовых технологий, где важно точное управление микроволновыми сигналами, и может inspire создание новых направленных сверхпроводящих усилителей.
Параметрическое усиление и изоляция в TWPAI. Источник: Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01489-w
Дополнительная информация: Arpit Ranadive et al, A travelling-wave parametric amplifier isolator, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01489-w. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2406.19752
Источник: https://phys.org/news/2025-12-josephson-amplifier-built-reverse-isolation.html