CN111213281B - 基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔离器 - Google Patents

基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔离器 Download PDF

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Abstract

一种微波隔离器器件，包括两个非简并微波混频器器件，每个混频器被配置为经由第一端口接收输入频率的微波输入，并且在第二端口生成空闲频率的空闲信号。两个混频器的第二端口耦合在一起。第一输入/输出端口耦合到两个混频器的第一端口，并且第二I/O端口也耦合到两个混频器的第一端口。在第一I/O端口和第二I/O端口之间传送的微波信号(信号)当沿第一I/O端口到第二I/O端口之间的第一方向通过第一混频器和第二混频器传播时被透射，并且当沿第二I/O端口到第一I/O端口之间的第二方向通过第一混频器和第二混频器传播的同时被阻挡。

Description

基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔 离器
技术领域
本发明总体上涉及一种在量子计算中可与超导量子比特一起使用的微波光隔离器的器件、制造方法和制造系统。更具体地，本发明涉及基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔离器的器件、方法和系统。
背景技术
在下文中，短语单词中的“Q”前缀表示该单词或短语在量子计算上下文中的引用，除非在使用时明确区分。
分子和亚原子粒子遵循量子力学定律，量子力学是物理学的一个分支，探索物理世界如何在最基本的层面上工作。在这个层面上，粒子以奇怪的方式运行，同时呈现出一种以上的状态，并与非常遥远的其他粒子相互作用。量子计算利用这些量子现象来处理信息。
我们今天使用的计算机被称为经典计算机(这里也称为“传统”计算机或传统节点或“CN”)。传统计算机使用通过使用半导体材料和技术制造传统的处理器，半导体存储器，以及磁性或固态存储设备，这就是众所周知的冯诺依曼体系结构。特别地，传统计算机中的处理器是二进制处理器，即，对以1和0表示的二进制数据进行操作。
量子处理器(q-处理器，quantum processor)利用纠缠的量子比特器件(在这里简称为“量子比特”，复数“多个量子比特”)的奇特性质来执行计算任务。在量子力学运作的特定领域，物质粒子可以以多种状态存在——诸如“开”状态、“关”状态以及同时“开”和“关”状态。在使用半导体处理器的二进制计算仅限于使用开和关状态(相当于二进制代码中的1和0)的情况下，量子处理器利用物质的这些量子状态来输出可用于数据计算的信号。
传统计算机用比特来编码信息。每个比特可以取值1或0。这些1和0充当最终驱动计算机功能的开/关开关。另一方面，量子计算机是基于量子比特的，量子比特根据量子物理学的两个关键原理运作：叠加和纠缠。叠加意味着每个量子比特可以同时代表1和0。纠缠意味着处于叠加的量子比特可以以非经典的方式相互关联；也就是说，一个量子比特的状态(无论是1还是0或者两者都是)取决于另一个量子比特的状态，并且当两个量子比特纠缠在一起时，可以确定的信息比单独处理它们时要多。利用这两个原理，量子比特作为更复杂的信息处理器运行，使量子计算机能够以某种方式运行，从而允许它们解决传统计算机难以解决的难题。
Figure BDA0002451402040000021
已经成功地构建并演示了使用超导量子比特的量子处理器的可操作性。
Figure BDA0002451402040000022
是在美国和其他国家的国际商用机器公司的注册商标。
超导量子比特包括约瑟夫逊结。约瑟夫逊结是通过用非超导材料分离两个薄膜超导金属层而形成的。当超导层中的金属被变成超导时，例如通过将金属的温度降低到特定的低温温度，电子对可以从一个超导层通过非超导层隧穿到另一超导层。在量子比特中，约瑟夫逊结(其用作分散非线性电感器)与形成非线性微波振荡器的一个或多个电容性器件并联电耦合。振荡器具有由量子比特电路中的电感和电容的值确定的谐振/跃迁频率。对术语“量子比特”的任何引用是对采用约瑟夫逊结的超导量子比特电路的引用，除非在使用时明确地进行区分。
由量子比特处理的信息以微波频率范围内的微波信号/光子的形式被携带或传输。捕获、处理和分析微波信号，以便解密在其中编码的量子信息。读出电路是与量子比特耦合的电路，用于捕获、读取和测量量子比特的量子态。读出电路的输出是可由q处理器使用以执行计算的信息。
超导量子比特具有两个量子态–|0>和|1>。这两个状态可以是原子的两个能态，例如，超导人工原子(超导量子比特)的基态((|g>)和第一激发态(|e>)。其它示例包括核或电子自旋的自旋向上(spin-up)和自旋向下(spin-down)、晶体缺陷的两个位置和量子点的两个状态。由于系统具有量子性质，因此两个状态的任何组合都是允许的和有效的。
为了使用量子比特的量子计算是可靠的，例如量子比特本身、与量子比特相关联的读出电路、以及量子处理器的其它部分，必须不以任何显著的方式改变量子比特的能态，诸如通过注入或耗散能量，或者影响量子比特的|0>与|1>状态之间的相对相位。在利用量子信息操作的任何电路上的这种操作约束需要在制造在这样的电路中使用的半导体和超导结构时的特殊考虑。
微波隔离器是一种允许微波光波通过它而在一个方向上没有明显的幅度衰减的器件，并且当试图在相反方向上通过它时禁止或显著衰减微波光波。这里提到的“隔离器”是指微波隔离器。
换句话说，隔离器作为微波光门操作，该器件的响应取决于微波光通过该器件传播的方向。
隔离器在量子计算中用于引导微波信号以特定的流方向进出量子处理器。示例性实施例认识到，目前使用的商用低温隔离器存在严重问题，极大地限制了它们在量子计算中的适用性和可用性。例如，市场上可买到的低温隔离器尺寸大、重量重、难以热化，使用难以在芯片上制造/集成的铁氧体，并且并入对超导电路有负面影响的磁体。举一些示例，目前可用的低温隔离器的尺寸为8.5厘米(cm)×3.1cm×1.7cm＝45cm3，隔离器的重量为229.5克(g)。用于使隔离器热化的铜支架重183.1克。目前可用的低温循环器的尺寸为4.5cm×3.5cm×1.8cm，重41.2克。
一种标准的一个输入一个输出的线路设置，其连接一个量子比特谐振器和一个在反射中工作的量子限制的约瑟夫逊参量放大器(诸如约瑟夫逊参量转换器(Josephsonparametric converter，JPC))，使用两个循环器和三个隔离器(两个在约瑟夫逊参量放大器之后，以便保护量子比特不受从输出链反射回来的噪声的影响。该设置的体积至少为191.1cm3，重量至少为1.5kg(仅来自循环器和隔离器)。体积计算没有考虑用于热化的铜支架。
与量子比特中纳米级约瑟夫逊结相比，这些的尺寸和重量都很大。显然，目前可用的隔离器和循环器不利于在半导体芯片上制造。与有时用于通量偏置某些超导量子系统(诸如通量可调谐量子比特)的毫微微特斯拉(10-15T)级别的磁通量相比，由于并入的磁体产生的磁通量太强。
示例性实施例认识到需要更有利于量子计算应用的新隔离器设计。
发明内容
示例性实施例提供了一种超导器件及其制造方法和系统。实施例的超导器件包括具有第一端口和第二端口的第一非简并微波混频器器件(第一混频器)，第一混频器被配置为经由第一端口接收输入频率的微波输入，并且还被配置为在第二端口生成空闲频率的空闲信号。该实施例包括具有不同的第一端口和不同的第二端口的第二非简并微波混频器器件(第二混频器)，第二混频器被配置为经由不同的第一端口接收输入频率的微波输入，并且在不同的第二端口生成空闲频率的空闲信号，第二端口耦合到不同的第二端口。该实施例包括耦合到第一端口和不同的第一端口的第一个输入/输出(I/O)端口。该实施例包括耦合到第一端口和不同的第一端口的第二I/O端口，其中在第一I/O端口和第二I/O端口之间传送的微波信号(信号)当沿第一I/O端口到第二I/O端口之间的第一方向通过第一混频器和第二混频器传播时被透射，并且当沿第二I/O端口和第一I/O端口之间的第二方向通过第一混频器和第二混频器传播时被阻挡。因此，该实施例提供了一种微波隔离器器件，与现有技术的隔离器相比，该微波隔离器器件非常紧凑，并且可以与超导量子电路中的其他量子器件一起制造。
一个实施例还包括第一微波泵浦，该第一微波泵浦以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入第一混频器，其中第二端口处的空闲信号的空闲频率取决于泵浦频率和输入频率。该实施例包括第二微波泵浦，该第二微波泵浦以泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入第二混频器，其中不同的第二端口处的空闲信号的空闲频率取决于泵浦频率和输入频率。因此，该实施例提供了在混合器中实现微波驱动注入的特定配置。
在另一个实施例中，第一微波泵浦被配置成导致第一混频器在50:50分束工作点操作，并且其中第二微波泵浦被配置成导致第二混频器在50:50分束工作点操作。因此，该实施例提供了操作混合器的特定模式。
在另一个实施例中，改变第一泵浦相位和第二泵浦相位之间的差导致信号在沿第二方向传播时被透射，而在沿第一方向传播时被阻挡。因此，该实施例提供了一种控制通过隔离器的信号传播方向的方式。
另一实施例还包括四端口微波混合器件(泵浦混合器)。该实施例包括耦合到泵浦混合器的微波泵浦，使得泵浦混合器的第一输出端口以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入第一混频器，并且泵浦混合器的第二输出端口以泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入第二混频器，其中泵浦混合器将第一微波驱动和第二微波驱动之间的相对相位固定为±90度。因此，该实施例提供了用于将微波驱动注入混合器的不同配置。
在另一个实施例中，第二端口和不同的第二端口经由传输线耦合，传输线具有可忽略的能量损耗。因此，该实施例提供了耦合两个混频器的特定方式。
在另一个实施例中，第二端口和不同的第二端口使用耦合组件耦合在一起，其中耦合组件引入在第一混频器和第二混频器之间传播的信号的衰减。因此，该实施例提供了耦合两个混频器的不同方式。
在另一个实施例中，第一混频器的第二端口包括第一馈线和第二馈线，第二混频器的不同的第二端口包括不同的第一馈线和不同的第二馈线，第二馈线和不同的第二馈线经由传输线耦合，传输线具有可忽略的能量损失，第一馈线耦合到50欧姆端接，不同的第一馈线耦合到不同的50欧姆端接。因此，该实施例提供了耦合两个混频器的不同方式。
在另一个实施例中，第一和第二I/O端口是90度混合耦合器的一部分，并且第一端口和不同的第一端口的功能被配置为在第一混频器和第二混频器中等效。因此，该实施例提供了混合器和混频器的特定配置，使得所得到的器件作为隔离器操作。
在另一个实施例中，第一混频器和第二混频器每个都是非简并三波混频器。因此，该实施例提供了可用于形成隔离器的特定类型的混频器器件。
在另一个实施例中，第一混频器和第二混频器每个都是约瑟夫逊参量转换器(JPC)，并且第一混频器和第二混频器名义上相同。因此，该实施例提供了可用于形成隔离器的特定类型的混频器器件。
一个实施例包括用于制造超导器件的制造方法。
一个实施例包括用于制造超导器件的制造系统。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是本发明特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对示例性实施例的详细描述，将最好地理解本发明本身及其优选使用模式、进一步的目的和优点，其中：
图1描述了根据示例性实施例由MPIJIS(multi-path interferometricJosephson isolator，多路径干涉约瑟夫逊隔离器)实现的概念隔离器功能的框图；
图2描述了根据示例性实施例的以频率转换(无光子增益)操作的非简并三波混频器件的信号流图的框图；
图3描述了根据示例性实施例的MPIJIS的示例配置的框图；
图4描述了根据示例性实施例的以在MPIJIS中使用的非简并三波混频器的方式配置的非简并三波混频器的示意图；
图5描述了根据示例性实施例的四端口90度微波混合器件的模式和操作；
图6描述了根据示例性实施例的MPIJIS的替代配置；
图7描述了根据示例性实施例的MPIJIS的另一种替代配置；
图8描述了根据示例性实施例的MPIJIS的另一种替代配置；
图9A描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的一个信号路径；
图9B描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第二信号路径；
图9C描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第三信号路径；
图9D描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第四信号路径；
图10A描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的一个相反信号路径；
图10B描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第二相反信号路径；
图10C描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第三相反信号路径；
图10D描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第四相反信号路径；
图11描述了根据示例性实施例的MPIJIS的广义信号流图；
图12描述了根据示例性实施例的MPIJIS的简化信号流图；
图13描述了基于图12的简化信号流图的MPIJIS 900的器件等式；
图14描述了在相同工作点操作的名义上相同的混频器的特殊情况下的器件等式；
图15描述了当混频器在50:50分束器点操作时的器件等式；
图16描述了当混频器在50:50分束器点操作但传输方向改变时的器件等式；和
图17描述了当混频器在50:50分束器点操作，但两个混频器之间传播的内部模式信号获得的相位不同时的器件等式。
具体实施方式
用于描述本发明的示例性实施例通常处理和解决上述对基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔离器的需求。基于非简并三波混频约瑟夫逊器件的多路径干涉约瑟夫逊隔离器在下文中简洁且可互换地称为多路径干涉约瑟夫逊隔离器(MPIJIS)。
MPIJIS 1)可以集成在芯片或印刷电路板上(PCB)，2)不使用铁氧体，3)不需要强磁体，4)可以很好地热化，5)可以做得小/紧凑，以及6)与目前可用的隔离器相比，重量更轻。此外，商用的隔离器总是在为隔离器固定的一个单一方向上工作来控制流量。相反，在MPIJIS中的隔离方向可以通过消除驱动本文描述的器件的两个泵浦音调之间的相位差而原位反转。
实施例提供了一种MPIJIS器件，其可以被实现为超导量子电路中的微波隔离器。另一个实施例提供了用于MPIJIS器件的制造方法，使得该方法可以作为软件应用来实现。实现制造方法实施例的应用可以被配置为与现有的半导体制造系统(诸如光刻系统)结合操作。
为了描述的清楚，并且不暗示对其的任何限制，使用一些示例配置来描述示例性实施例。根据本公开，本领域的普通技术人员将能够构思出用于实现所描述的目的的所描述的配置的许多改变、改编和修改，并且同样被认为在示例性实施例的范围内。
此外，在附图和示例性实施例中使用了示例混频器、混合器和其他电路组件的简图。在实际制造或电路中，在不脱离示例性实施例的范围的情况下，可以存在在本文未示出或描述的附加结构或组件，或者不同于本文示出但用于描述目的的结构或组件。
此外，示例性实施例仅作为示例针对具体的实际或假设组件进行描述。由各种示例性实施例描述的步骤可适用于使用各种组件来制造电路，这些组件可被用于或重新用于在MPIJIS内提供所描述的功能，并且这种适用被认为在示例性实施例的范围内。
示例性实施例仅作为示例针对某些类型的材料、电特性、步骤、数量、频率、电路、组件和应用来描述。这些和其他类似人工制品的任何具体表现形式都不旨在限制本发明。在示例性实施例的范围内，可以选择这些和其他类似人工制品的任何合适的表现形式。
本公开中的示例仅用于描述的清晰性，并不限于示例性实施例。这里列出的任何优点仅是示例，并不旨在限制示例性实施例。通过特定的示例性实施例可以实现附加的或不同的优点。此外，特定的示例性实施例可以具有上面列出的一些、全部或没有优点。
参考图1，该图描述了根据示例性实施例的由MPIJIS实现的概念隔离器功能的框图。符号102表示隔离器，无论是现有技术的低温隔离器还是作为隔离器操作的MPIJIS。隔离器102具有两个端口104和106，两者都可以接收输入信号。操作108示出了两种情景。在一种情景下，信号S从端口104输入。根据符号102中箭头的方向，隔离器102被配置为将基本上未衰减的信号S从端口1传递到端口2。因此，信号S出现在端口106处，幅度基本上不变，如显示来自端口2的输出的箭头与端口1处的输入箭头相比的基本上不变的厚度所示。在另一种情景下，信号S从端口2(106)输入。隔离器102阻挡从端口2到端口1的方向上的信号S。因此，从端口2输入的信号S被严重衰减，使得在端口1(104)处仅出现幅度不显著的信号，理想情况下是零幅度，如显示来自端口1的输出的箭头与端口2处的输入箭头相比的不显著的厚度所示。
散射矩阵110是理想隔离器102在四个可能方向上的透射参数的表示——在端口1输入并通过端口1反射回来的信号(S11)，在端口1输入并透射到端口2的信号(S21)，在端口2输入并通过端口2反射回来的信号(S22)，以及在端口2输入并透射到端口1的信号(S12)。
散射矩阵110被表示为
Figure BDA0002451402040000084
Figure BDA0002451402040000081
其中理想情况为
Figure BDA0002451402040000082
意思是，隔离器102通过端口1反射回在端口1处输入的信号的零部分(S11＝0)，将在端口1处输入的信号的完整部分(即全部)透射到端口2(S21＝1)，通过端口2反射在端口2处输入的信号的零部分(S22＝0)，并将在端口2处输入的信号的零部分透射到端口1(S12＝0)。
参考图2，该图描述了根据示例性实施例的以频率转换(无光子增益)操作的非简并三波混频器件的信号流图。这种非简并三波混频器件可以以本文描述的方式用作MPIJIS的一部分。非简并三波混频器可以是约瑟夫逊参量转换器(JPC)。
超导非简并三波混频器202有3个端口，即信号端口204(S)，通过它可以输入频率为fs的微波信号，空闲端口206(I)，通过它可以输入频率为fI的空闲微波信号，以及泵浦端口208(P)，通过它可以输入频率为fp和相位为
Figure BDA0002451402040000083
的微波信号。在一个配置(不失一般性)中，当相对于彼此比较fp、fs和fI时，fI是高频，fp是低频，fs是中频(即，fI>fs>fp)。超导非简并三波混频器202的特征在于非简并，因为它有两个输入端——即S和I。
超导非简并三波混频器202具有从空闲端口到信号端口的透射参数t和从信号端口到空闲端口的透射参数t’。从空闲到信号端口，空闲微波信号以频率f2进入空闲端口，被下变频，并以频率f1离开信号端口。从信号端口到空闲端口，信号微波信号以频率f1进入信号端口，被上变频，并以频率f2离开空闲端口。泵浦微波信号为上变频和下变频提供能量。泵浦频率为fP，其中fP＝fI-fS＝f2-f1。
在谐振时，非简并三波混频器(例如JPC)当在无噪声频率转换下操作时满足以下散射矩阵：
Figure BDA0002451402040000091
由于散射矩阵是幺正(unitary)的，以下等式成立|r|2+|t|2＝1，其中r是反射参数(多少信号通过输入信号的同一端口反射回来)，t是透射参数(在一个端口输入的多少信号被透射到另一个端口)，t’＝-t*(其中t*是t的共轭)。幺正意味着非简并三波混频器保持能量和相位的相干性。
非简并三波混频器202可以在三种工作模式下操作，这是特别令人感兴趣的——
工作模式1：完美反射镜工作点(泵浦关闭)：
|r|2＝1，|t|2＝1，并且
Figure BDA0002451402040000092
这意味着非简并三波混频器通过输入端口反射回基本上所有的信号(反射参数S11和S22是1)，并且非简并三波混频器向另一端口透射基本上为零的信号(透射参数S21和S12是0)。
工作模式2：完全转换工作点：
|r|2＝0，|t|2＝0，并且
Figure BDA0002451402040000093
在这种模式下，不发生反射，通过频率转换发生完全透射。该模式取决于必须适当设置以使该模式能够操作的泵浦幅度。透射参数的相位以非互易的方式取决于泵浦的相位(即，从空闲端口传播到信号端口的信号所获得的相位为
Figure BDA0002451402040000094
而以相反方向传播的信号所获得的相位为
Figure BDA0002451402040000095
)。
工作模式3：50:50分束器工作点：
Figure BDA0002451402040000096
并且
Figure BDA0002451402040000097
该模式取决于必须适当设置以使该模式能够操作的泵浦幅度。根据本文描述的实施例，将利用泵浦
Figure BDA0002451402040000101
的相位(其对于进入两个不同的非简并三波混频器的两个泵浦信号，稍后被表示为
Figure BDA0002451402040000102
和
Figure BDA0002451402040000103
)。相位
Figure BDA0002451402040000104
被加到从端口S传播到端口I的信号上，相位
Figure BDA0002451402040000105
被从从端口I传播到端口S的信号中减去。
根据示例性实施例，非简并三波混频器202的两种合适的表现形式被用作MPIJIS中的一个组件，其中每一种都在模式3下操作。JPC就是这样一种非限制性的表现形式，它是一种低噪声微波放大器，由微波信号驱动，可以集成在芯片上，重量轻，热化好，无损耗或能量损耗不显著，并且与现有技术的隔离器相比，在其操作中不使用磁性材料或强磁通量。
参考图3，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的示例配置的框图。MPIJIS配置300包括非简并三波混频器302A和非简并三波混频器302B的对302。非简并三波混频器302A和非简并三波混频器302B中的每一个都是图2中的非简并三波混频器202的示例，具有如本文所示和所述的一些变化。非简并三波混频器302A和302B两者都在模式3下操作，如关于图2所述。
非简并三波混频器302A配置有端口a1、b1、p1和b1’。物理端口a1对应于非简并三波混频器202的端口S。物理端口b1和b1’对应于非简并三波混频器202的端口I(反之亦然)。端口p1对应于非简并三波混频器202的端口P。如配置300所描述的，物理端口b1’被端接，例如，使用冷端接器。例如，端口b1’的冷端接可以是50欧姆端接。非简并三波混频器的配置如图4所示。
图4示出了根据示例性实施例的以在MPIJIS中使用的非简并三波混频器的方式配置的非简并三波混频器的示意图。例如，示意图400对应于图3中的非简并三波混频器302A和302B。在一个实施例中，非简并三波混频器302A和302B名义上相同。
非简并三波混频器302A和302B经由传输线303彼此耦合，传输线303分别连接非简并三波混频器302A和302B的端口b1和b2，如图所示。理想情况下，非简并三波混频器302A和302B背对背耦合，传输线303的长度基本为零。优选地，传输线303的长度尽可能短，只要实现方式允许在芯片上或印刷电路板(PCB)中。
从端口“a”进入的信号(对应于非简并三波混频器302A的端口a1)可以被如下分离：信号的一部分从端口“a”反射回来，信号的一部分从端口“b”透射出去，信号的一部分被发送到端口“b’”，在那里信号能量被耗散。微波泵浦从端口“p”输入一定频率和相位的微波。
回到图3，组件304是一种称为“混合器”的器件。混合器304是四端口90度微波器件，可用作微波分离器或微波组合器(取决于所用的输入和输出端口)，同时还可沿某些路径相移，而不沿其他路径相移。图5描述了混合器件的操作。
参考图5，该图描述了根据示例性实施例的四端口90度微波混合器件的模式和操作。四端口示意图500表示形成图3的MPIJIS 300中的组件的微波混合器件。混合器500中的端口1和2是信号S输入到混合器或从混合器输出或输入到超导电路(未示出)或从超导电路输出的端口。端口3和4中的每一个都连接到非简并三波混频器的端口“a”，例如非简并三波混频器400的端口“a”，或者非简并三波混频器302A的端口“a1”和非简并三波混频器302B的端口“a2”。混合器500中的端口3和4是这样的端口，其中信号S的一部分从混合器输入到非简并三波混频器(未示出)，或者输出信号从非简并三波混频器接收到混合器中。
分离器操作502示出了当在端口1输入时信号S被分离成两离成两个部分——大约为信号的百分之五十的一个部分没有任何相移(0度相移)地被传递到端口3，而大约为信号的百分之五十的另一个部分以90度相移被传递到端口4。
分离器操作504示出了当在端口2输入时信号S被分离成两个部分——大约为信号的百分之五十的一个部分没有任何相移(0度相移)地被传递到端口4，而大约为信号的百分之五十的另一个部分以90度相移被传递到端口3。
操作506发生在所提出的MPIJIS的配置300中。在这种情况下，操作506形成混合器500的组合器操作。假设进入非简并三波混频器的端口“a”的信号至少部分从端口“a”反射回来。组合器操作506示出，当在端口混合器3处从MPIJIS的一个非简并三波混频器的端口“a”接收到反射信号时，该反射信号被分离成两个部分——大约为信号的百分之五十的一个部分被没有任何相移(0度相移)地传递到端口1，而大约为信号的百分之五十的另一个部分以90度相移被传递到端口2。类似地，组合器操作506还示出，当在端口混合器4处从MPIJIS的另一个非简并三波混频器的端口“a”接收到反射信号时，该反射信号被分离成两个部分——大约为信号的百分之五十的一个部分被没有任何相移(0度相移)地传递到端口2，而大约为信号的百分之五十的另一个部分以90度相移被传递到端口1。从端口3和4到达端口1的部分由混合器500组合(经由本文描述的干涉现象)以从端口1输出。从端口3和4到达端口2的部分由混合器500组合(经由本文描述的干涉现象)以从端口2输出。
回到图3，信号f1(f1是信号频率)与端口a1上的非简并三波混频器302A的谐振器谐振。信号f2(f2是信号频率)是将非简并三波混频器302A与非简并三波混频器302B进行连接的传输线上的信号。信号f2与端口b1和/或端口b2上的非简并三波混频器302A和/或非简并三波混频器302B的谐振器谐振。
泵浦输入fp是非谐振音调，其频率满足条件
fp＝f2–f1
泵浦相位
Figure BDA0002451402040000121
是输入到非简并三波混频器302A的泵浦1的相位
Figure BDA0002451402040000122
泵浦相位
Figure BDA0002451402040000123
是输入到非简并三波混频器302B的泵浦2的相位
Figure BDA0002451402040000124
当根据一个实施例选择
Figure BDA0002451402040000125
和
Figure BDA0002451402040000126
时，MPIJIS300作为隔离器操作，其方向可以在原位反转。MPIJIS 500的隔离器操作是
Figure BDA0002451402040000127
和来自泵浦1和泵浦2的泵浦信号的幅度的函数。在一个实施例中，输入到非简并三波混频器302A中的泵浦1的幅度与输入到非简并三波混频器302B中的泵浦2的幅度基本相同。
当作为隔离器操作时，MPIJIS 300导致信号f1从混合器304的端口1传递到混合器304的端口2，而没有任何明显的衰减，但是如果在混合器304的端口2输入，则导致信号的非常高的衰减，使得可以观察到该信号的不显著(理想地为零)部分作为混合器304的端口1处的输出。靠近混合器304的端口1和2的深色图案箭头的厚度描述了在一个方向上没有衰减和在相反方向上有显著衰减。
参考图6，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的替代配置。非简并三波混频器302A和302B的对302如图3所示配置。90度混合器304如图3和图5中所述配置。
在配置600中，单个泵浦被配置为经由第二90度混合器——混合器606与非简并三波混频器302A和非简并三波混频器302B两者一起使用。泵浦信号fp施加到混合器606的端口1。混合器606的端口2被适当地端接。混合器606的端口3与非简并三波混频器302A的端口p1耦合。混合器606的端口4与非简并三波混频器302B的端口p2耦合。
参考图7，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的另一替代配置。非简并三波混频器702A和702B的对702基本上被配置为如图3中的非简并三波混频器302A和302B的对302，除了非简并三波混频器702A和702B各自是非简并三波混频器的无混合JPC表现形式。90度混合器304如图3和图5中所述配置。在配置700中，无混合JPC 702A和无混合JPC 702B各自具有附加的“a”端口，即a1’和a2’，其被适当地端接(例如接地)。
参考图8，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的另一替代配置。配置800是配置600和700的组合，由此单个泵浦与混合器606结合使用，以向无混合JPC 702A和无混合JPC 702B提供泵浦输入。
参考图9A，该示描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的一个信号路径。MPIJIS900代表MPIJIS 300或其任何配置变体600、700或800。MPIJIS 900中的该路径(路径1)有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S21。回想一下，S21是从端口1到端口2的透射的透射参数。
频率为f1且相对相位为0的信号输入到MPIJIS 900的端口1，该输入表示为1∠0°，这意味着信号的归一化幅度为1，信号的相对相位为0°。路径1由从端口1到端口2穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000131
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000132
并且信号的相对相位为90°。
参考图9B，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第二信号路径。MPIJIS900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径2)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S21。路径2由从端口1到端口2穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000133
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000134
并且信号的相对相位为90°。
参考图9C，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第三信号路径。MPIJIS900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径3)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S21。路径3由从端口1到端口2穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000141
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000142
并且信号的相对相位为90°。
参考图9D，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第四信号路径。MPIJIS900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径4)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S21。路径4由从端口1到端口2穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000143
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000144
并且信号的相对相位为90°。
因此，四条主要路径——路径1、2、3和4之间的相长干涉提供了：
Figure BDA0002451402040000145
参考图10A，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的一个相反信号路径。MPIJIS 900代表MPIJIS 300或其任何配置变体600、700或800。MPIJIS 900中的该路径(路径1’)有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S12。回想一下，S12是从端口2到端口1的透射的透射参数。
频率为f1且相对相位为0的信号输入到MPIJIS 900的端口2，该输入表示为1∠0°，这意味着信号的归一化幅度为1，信号的相对相位为0°。路径1’由从端口2到端口1穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口1处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000146
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000147
并且信号的相对相位为90°。
参考图10B，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第二相反信号路径。MPIJIS 900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径2’)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S12。路径2’由从端口2到端口1穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口1处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000148
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000151
并且信号的相对相位为90°。
参考图10C，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第三相反信号路径。MPIJIS 900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径3’)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S12。路径3’由从端口2到端口1穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000152
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000153
并且信号的相对相位为270°。(与路径1’和路径2’的贡献相位相差180度)。
参考图10D，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS中的第四相反信号路径。MPIJIS 900中的信号f1 1∠0°的该路径(路径4’)也有助于MPIJIS的散射矩阵[S]中的S12。路径4’由从端口2到端口1穿过MPIJIS 900的虚线示出。该路径对端口2处的输出的贡献表示为
Figure BDA0002451402040000154
意味着信号的归一化幅度为
Figure BDA0002451402040000155
并且信号的相对相位为270°。(与路径1’和路径2’的贡献相位相差180度)。
因此，四条主要相反路径——路径1’、2’、3’和4’之间的相消干涉提供了：
Figure BDA0002451402040000156
参考图11，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的广义信号流图。
参考图12，该图描述了根据示例性实施例的MPIJIS的简化信号流图。
在图11和图12的信号流图中，非简并三波混频器302A和302B的两个端口b 1和b2通过有效的对称耦合器1102(例如，90度混合器)分别在端口b1和b2连接在一起，该对称耦合器1102将这些端口和冷端接耦合在一起。在一种实施方式中，如图12所示，有效耦合器1102被具有幅度衰减为|α|的有损传输线替代。由沿传输线传播的频率为f2的信号获得的相位是自变量(a)(即复数α的相位)。
信号流图显示了通过端口1和2、90°混合耦合器304、非简并三波混频器302A、非简并三波混频器302B和有效耦合器1102的信号流。信号流的方案是无损的。有效耦合器1102对于在连接在一起的端口b1和b2之间以频率f2传播的信号具有实际透射参数(实际参数意味着在端口b1和b2之间传播的信号没有获得的相位)。两个非简并三波混频器(假设)名义上相同。MPIJIS 900在某个工作点的散射参数由图9A-图9D所描述的4个主要前向路径和图10A-10DD所描述的4个主要反向路径之间的波干涉确定(尽管由于b1和b2之间可能的波束穿越的无限数量，在每个方向上有多个(或无限)可能的路径)。
如果从i传播到j的波相消干涉，则从端口i到j(其中i,∈{1,2})的谐振的散射参数消失。如果从i传播到j的波相长干涉，则从端口i到j(其中i,∈{1,2})的谐振的散射参数是(几乎或有效地)1，如图9A-图9D所示。
假设泵浦在
Figure BDA0002451402040000161
并且相位差为
Figure BDA0002451402040000162
的情况下启用。有损传输线1102的幅度衰减系数，如图12所示，定义为
Figure BDA0002451402040000163
由沿传输线1102(在端口b1和b2之间)以f2传播的信号获得的相移是
Figure BDA0002451402040000164
Figure BDA0002451402040000165
f2的微波信号的角频率是ω2＝2πf2。延迟/传输线1102的延迟时间为
Figure BDA0002451402040000166
其中c为光速，ld为传输线(1102)的有效电气长度，并且ε为传输线1102的有效介电常数。
在图11的信号图中，r1和r2是反射系数，t1、t’1、t2和t’2分别是非简并三波混频器302A和302B的透射参数，t’1＝-t*1(其中t*1为t1的共轭)并且其中t’2＝-t*2(其中t*2为t2的共轭)。假定t1等于或约等于t2并且r1等于或约等于r2。
应当理解，存在用于进入端口1的f1的信号在MPIJIS 900中遵循的众多路径和/或进入端口2的f1的信号遵循的众多路径。对于进入端口1或端口2的f1的任何信号，基于相位差
Figure BDA0002451402040000168
波干涉导致确定透射和/或反射的4个前向或相反主要路径。
为了便于理解和解释，标题使用如下。应当理解，该标题并不意味着限制。
I.图13描述了基于图12的简化信号流图的MPIJIS 900的器件等式-
首先，使用散射矩阵
Figure BDA0002451402040000167
对角线上的散射参数是定义反射参数的S11和S22。非对角线上的散射参数是定义透射参数的S21和S22。S矩阵的结果是(等式A)
Figure BDA0002451402040000171
Figure BDA0002451402040000172
Figure BDA0002451402040000173
Figure BDA0002451402040000174
中间结果是
Figure BDA0002451402040000175
Figure BDA0002451402040000176
Figure BDA0002451402040000177
Figure BDA0002451402040000178
其可以被重写为(等式B)
Figure BDA0002451402040000179
Figure BDA00024514020400001710
Figure BDA00024514020400001711
Figure BDA00024514020400001712
其中
Figure BDA00024514020400001713
应当注意，例如，如本领域技术人员所理解的，术语S21表示从端口1进入并且离开端口2的信号(频率f1)的散射参数(透射参数)。类似地，例如，术语Sa1a2表示进入端口a2并离开端口a1的信号的散射参数(透射参数)。如在以上等式中可以看出的，在给定波干涉的情况下，S11、S22、S21和S12每个都具有4个主要路径，如本领域技术人员所理解的，尽管由于空闲谐振器之间(例如，耦合的端口b1和b2之间)的自循环，端口1和2之间(反之亦然)的实际不同的可能路径是众多的或无限的。然而，等式B中的散射参数说明所有可能的路径，并且随后说明等式A中的整个器件的散射参数。另外，散射参数S11和S21定义了对于进入端口1的信号(频率f1)的MPIJIS 900的操作，该信号然后分别离开端口1或离开端口2。同样，散射参数S22和S12定义了对于进入端口2的信号(频率f1)的MPIJIS 900的操作，该信号然后分别离开端口2或离开端口1。
II.图14描述了名义上相同的混频器在相同工作点操作的特例的器件等式。
现在，转向在相同工作点操作的名义上相同的混频器302A和302B的特例，满足下面的关系式r1＝r2＝r，|t1|＝|t′1|＝|t2|＝|t′2|＝t(这意味着混频器302A和302B是名义上相同的并且在相同的工作点偏置)，|α|＝α′，
Figure BDA0002451402040000181
并且|r|2+|t|2＝1。在这种特例下，[S]矩阵的结果是
Figure BDA0002451402040000182
Figure BDA0002451402040000183
Figure BDA0002451402040000184
其(最后)导致
Figure BDA0002451402040000185
Figure BDA0002451402040000186
Figure BDA0002451402040000187
III.图15描述了当混频器在50:50分束器点操作时的器件等式
对于作为隔离器操作的MPIJIS 900，混频器302A和302B在50:50分束工作点操作，满足下面的关系式
Figure BDA0002451402040000188
Figure BDA0002451402040000189
Figure BDA00024514020400001810
由沿着传输线
Figure BDA00024514020400001811
(其中k＝0，±1，±2，...)传播的f2的谐振的(on-resonance)信号(对于空闲谐振器)获得相移，
对于
Figure BDA00024514020400001812
并且在谐振时，散射参数如下(等式C)：
Figure BDA0002451402040000191
Figure BDA0002451402040000192
Figure BDA0002451402040000193
其中
Figure BDA0002451402040000194
其然后导致：
Figure BDA0002451402040000195
Figure BDA0002451402040000196
Figure BDA0002451402040000197
如在图中看到的，对于
Figure BDA0002451402040000198
隔离器从端口1到端口2透射，但阻挡从端口2到端口1的传播，方程D示出：
S11＝0 S22＝0
S12＝0
Figure BDA0002451402040000199
|S21|2＝0.8889，
其用分贝来表示为|S21|dB)＝-0.51dB
然后S矩阵为
Figure BDA00024514020400001910
其示出从端口1到端口2的透射以及在端口2到端口1方向上的隔离。
Ⅳ.图16描述了当混频器在50:50分束器点操作但传输方向改变的器件等式。
现在假设
Figure BDA00024514020400001911
改变为π/2，而不是等式D中的
Figure BDA00024514020400001912
如图所示，对于
Figure BDA00024514020400001913
Figure BDA00024514020400001914
隔离器从端口2到端口1透射，但阻挡从端口1到端口2的传播。等式E示出：
S11＝0 S22＝0
S12＝0
Figure BDA00024514020400001915
|S21|2＝0.8889，
其用分贝表示是|S12|(dB)＝-0.51dB
然后S矩阵为
Figure BDA0002451402040000201
其显示了从端口2到端口1的透射，以及在端口1到端口2的方向上的隔离。这种隔离方向的原位改变在目前技术水平的商用低温隔离器中是不可用的。
V.图17描述了当混频器在50:50分束器点操作，但两个混频器之间传播的内部模式信号获得的相位不同时的器件等式。对于混频器，由泵浦的幅度、相位差和频率设置的工作点是相同的，但是由在两个混频器之间传播的频率为f2的内部模式信号获得的相位是不同的π对0。因此，变化在于器件设计或连接两个混频器的传输线。
对于作为隔离器操作的MPIJIS 900，混频器302A和302B在50:50分束工作点操作，现在处于
Figure BDA0002451402040000202
和处于谐振时，以及
Figure BDA0002451402040000203
满足以下关系式
Figure BDA0002451402040000204
Figure BDA0002451402040000205
Figure BDA0002451402040000206
现在，对于
Figure BDA0002451402040000207
和处于谐振时，散射参数如下(等式F)：
Figure BDA0002451402040000208
Figure BDA0002451402040000209
Figure BDA00024514020400002010
其中
Figure BDA00024514020400002011
其然后导致：
Figure BDA00024514020400002012
Figure BDA00024514020400002013
Figure BDA0002451402040000211
如在图中看到的，对于
Figure BDA0002451402040000212
隔离器再次从端口1到端口2透射，并阻挡从端口2到端口1的传播。等式G示出：
S11＝0 S22＝0
S12＝0
Figure BDA0002451402040000213
|S21|2＝0.8889，
其用分贝表示是|S21|(dB)＝-0.51dB
然后S矩阵为
Figure BDA0002451402040000214
其显示了从端口1到端口2再次透射和端口2到端口1的方向上的再次隔离。根据本公开，本领域的普通技术人员将能够理解，通过以图15-图17所示的方式改变
Figure BDA0002451402040000215
(通过设计/布局)和
Figure BDA0002451402040000216
(通过改变驱动之间的相位差)，在众多工作点使用所提出的MPIJIS器件，这种隔离操作和隔离方向的反转是可能的。
MPIJIS器件的电路元件及其连接可以由超导材料制成。相应的谐振器和传输/馈送/泵浦线可以由超导材料制成。混合耦合器可以由超导材料制成。超导材料的示例(在低温下，诸如大约10-100毫开尔文(mK)，或大约4K)包括铌、铝、钽等。例如，约瑟夫逊结由超导材料制成，并且它们的隧道结可以由薄隧道势垒制成，诸如氧化物。电容器可以由被低损耗介电材料隔开的超导材料制成。连接各种元件的传输线(即，导线)由超导材料制成。
正如本领域技术人员所理解的，MPIJIS器件有许多不同的技术优势和益处。MPIJIS器件基本上是无损的(在传输或传播中没有比标称损耗更大的损耗)，易于工程设计、设计和制造，可以使用超导电路在芯片上实现或集成到PCB中。通过工程设计JPC馈线的阻抗和实现集总元件JPC，可以使MPIJIS器件宽带化。MPIJIS器件可以使用混合器和JPC的集总元件设计或其他非简并三波混频器的表现形式而被制造得紧凑，并且不需要通量控制或通量脉冲。另外，因为r和t不需要为r＝0和t＝1，所以MPIJIS器件可以在长的时间段上非常稳定(主要由两个非简并三波混频器的dc-通量偏置限制)，并且容易调谐。此外，因为r和t不需要为r＝0和t＝1，所以MPIJIS器件可以具有大的动态范围(最大输入功率)。馈送该器件的泵浦功率可以相对较小(稀释制冷机中混合室的加热较少)。此外，除了具有名义上相同的非简并三波混频器(其在标准制造能力内)之外，对均匀性或同质性没有严格的要求。MPIJIS器件可以使用一个泵浦用于所有操作模式。MPIJIS器件可以使用铌(Nb)结来制造，并且在4K下操作。
在本文中参考相关附图描述本发明的各种实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以设计出替代实施例。尽管在以下描述和附图中阐述了元件之间的各种连接和位置关系(例如上方、下方、相邻等)，但是本领域技术人员将认识到，当即使改变了取向也保持了所描述的功能时，本文描述的许多位置关系是与取向无关的。除非另有说明，这些连接和/或位置关系可以是直接的或间接的，并且本发明并不旨在在这方面进行限制。因此，实体的耦合可以指直接或间接耦合，并且实体之间的位置关系可以是直接或间接位置关系。作为间接位置关系的一个示例，本说明书中提到在层“B”上形成层“A”包括这样的情况，其中一个或多个中间层(例如层“C”)在层“A”和层“B”之间，只要层“A”和层“B”的相关特性和功能基本上不被(多个)中间层改变。
以下定义和缩写用于解释权利要求和说明书。如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列要素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置固有的其他要素。
另外，术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。在本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其它实施例或设计更优选或有利。术语“至少一个”和“一个或多个”被理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”应理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五等。术语“连接”可以包括间接“连接”和直接“连接”。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以包括或者可以不包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，而不管是否明确描述。
术语“约”、“基本上”、“接近于”及其变体旨在包括与基于提交本申请时可用的设备的特定量的测量相关联的误差度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。
已经出于说明的目的给出了本发明的各种实施例的描述，但是其不旨在是穷尽的或限于所公开的实施例。在不背离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例选择本文所使用的术语以最好地解释实施的原理、实际应用或对市场上存在的技术改进，或使本领域的其他普通技术人员能够理解本文所描述的实施例。

Claims (25)

1.一种微波隔离器器件，包括：
第一混频器，所述第一混频器为第一非简并微波混频器器件，具有第一信号端口和第一空闲端口，所述第一混频器被配置为经由所述第一信号端口接收输入频率的微波输入，并且还被配置为在所述第一空闲端口生成空闲频率的空闲信号；
第二混频器，所述第二混频器为第二非简并微波混频器器件，具有第二信号端口和第二空闲端口，所述第二混频器被配置为经由所述第二信号端口接收所述输入频率的微波输入，并且在所述第二空闲端口生成所述空闲频率的空闲信号；
第一输入/输出I/O端口，耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；
第二I/O端口，耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；以及
第一微波泵浦，以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入所述第一混频器，以及第二微波泵浦，以所述泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入所述第二混频器，其中所述泵浦频率等于从所述空闲频率减去所述输入频率，其中在所述第一I/O端口和所述第二I/O端口之间传送的微波信号当沿所述第一I/O端口到所述第二I/O端口之间的第一方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被透射，并且当沿所述第二I/O端口到第一I/O端口之间的第二方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被阻挡。
2.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中所述第一空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率；以及
其中所述第二空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率。
3.根据权利要求2所述的微波隔离器器件，其中，所述第一微波泵浦被配置为导致所述第一混频器在50:50分束工作点操作，并且其中，所述第二微波泵浦被配置为导致所述第二混频器在50:50分束工作点操作。
4.根据权利要求2所述的微波隔离器器件，其中改变所述第一泵浦相位和所述第二泵浦相位之间的差导致所述信号在沿所述第二方向传播时被透射，而在沿所述第一方向传播时被阻挡。
5.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，还包括：
泵浦混合器，所述泵浦混合器为四端口微波混合器件；和
微波泵浦，耦合到所述泵浦混合器，使得所述泵浦混合器的第一输出端口以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入所述第一混频器，并且所述泵浦混合器的第二输出端口以所述泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入所述第二混频器，其中所述泵浦混合器将所述第一微波驱动和所述第二微波驱动之间的相对相位固定为±90度。
6.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中所述第一空闲端口和所述第二空闲端口经由传输线耦合，所述传输线具有可忽略的能量损耗。
7.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中所述第一空闲端口和所述第二空闲端口使用耦合组件耦合在一起，其中所述耦合组件引入在所述第一混频器和所述第二混频器之间传播的信号的衰减。
8.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，
其中所述第一混频器的第一空闲端口包括第一馈线和第二馈线，其中所述第二混频器的所述第二空闲端口包括不同的第一馈线和不同的第二馈线，其中所述第二馈线和所述不同的第二馈线经由传输线耦合，所述传输线具有可忽略的能量损失，
其中所述第一馈线耦合到50欧姆端接，并且
其中所述不同的第一馈线耦合到不同的50欧姆端接。
9.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中，所述第一和第二I/O端口是九十度混合耦合器的一部分，并且所述第一信号端口和所述第二信号端口的功能被配置为在所述第一混频器和所述第二混频器中等效。
10.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中所述第一混频器和所述第二混频器每个都是非简并三波混频器。
11.根据权利要求1所述的微波隔离器器件，其中所述第一混频器和所述第二混频器每个都是约瑟夫逊参量转换器JPC，并且其中所述第一混频器和所述第二混频器名义上相同。
12.一种形成微波隔离器器件的方法，所述方法包括：
配置具有第一信号端口和第一空闲端口的第一混频器，所述第一混频器为第一非简并微波混频器器件，所述第一混频器被配置为经由所述第一信号端口接收输入频率的微波输入，并且还被配置为在所述第一空闲端口生成空闲频率的空闲信号；
配置具有第二信号端口和第二空闲端口的第二混频器，所述第二混频器为第二非简并微波混频器器件，所述第二混频器被配置为经由所述第二信号端口接收所述输入频率的微波输入，并且在所述第二空闲端口生成所述空闲频率的空闲信号；
将第一输入/输出I/O端口耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；
将第二I/O端口耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；
从第一微波泵浦以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入所述第一混频器；以及
从第二微波泵浦以所述泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入所述第二混频器，其中所述泵浦频率等于从所述空闲频率减去所述输入频率，其中在所述第一I/O端口和所述第二I/O端口之间传送的微波信号当沿所述第一I/O端口到所述第二I/O端口之间的第一方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被透射，并且沿所述第二I/O端口到所述第一I/O端口之间的第二方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被阻挡。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率；以及
其中所述第二空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一微波泵浦被配置为导致所述第一混频器在50:50分束工作点操作，并且其中所述第二微波泵浦被配置为使得导致所述第二混频器在50:50分束工作点操作。
15.根据权利要求13所述的方法，其中改变所述第一泵浦相位和所述第二泵浦相位之间的差导致所述信号在沿所述第二方向传播时被透射，而在沿所述第一方向传播时被阻挡。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将泵浦混合器耦合到微波泵浦，所述泵浦混合器为四端口微波混合器件，使得所述泵浦混合器的第一输出端口以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入所述第一混频器，并且所述泵浦混合器的第二输出端口以所述泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入所述第二混频器，其中所述泵浦混合器将所述第一微波驱动和所述第二微波驱动之间的相对相位固定为±90度。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一空闲端口和所述第二空闲端口经由传输线耦合，所述传输线具有可忽略的能量损失。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一空闲端口和所述第二空闲端口使用耦合组件耦合在一起，其中所述耦合组件引入在所述第一混频器和所述第二混频器之间传播的信号的衰减。
19.根据权利要求12所述的方法，
其中所述第一混频器的第一空闲端口包括第一馈线和第二馈线，
其中所述第二混频器的第二空闲端口包括不同的第一馈线和不同的第二馈线，
其中所述第二馈线和所述不同的第二馈线经由传输线耦合，所述传输线具有可忽略的能量损失，
其中所述第一馈线耦合到50欧姆端接，并且
其中所述不同的第一馈线耦合到不同的50欧姆端接。
20.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一和第二I/O端口是九十度混合耦合器的一部分，并且所述第一信号端口和所述第二信号端口的功能被配置为在所述第一混频器和所述第二混频器中等效。
21.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一混频器和所述第二混频器每个都是非简并三波混频器。
22.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一混频器和所述第二混频器每个都是约瑟夫逊参量转换器JPC，并且其中所述第一混频器和所述第二混频器名义上相同。
23.一种超导体制造系统，当操作该系统来制造微波隔离器器件时，该系统执行包括以下步骤的操作：
配置具有第一信号端口和第一空闲端口的第一混频器，所述第一混频器为第一非简并微波混频器器件，所述第一混频器被配置为经由所述第一信号端口接收输入频率的微波输入，并且还被配置为在所述第一空闲端口生成空闲频率的空闲信号；
配置具有第二信号端口和第二空闲端口的第二混频器，所述第二混频器为第二非简并微波混频器器件，所述第二混频器被配置为经由所述第二信号端口接收所述输入频率的微波输入，并且在所述第二空闲端口生成所述空闲频率的空闲信号；
将第一输入/输出I/O端口耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；
将第二I/O端口耦合到所述第一信号端口和所述第二信号端口；
从第一微波泵浦以泵浦频率和第一泵浦相位将第一微波驱动注入所述第一混频器；以及
从第二微波泵浦以所述泵浦频率和第二泵浦相位将第二微波驱动注入所述第二混频器，其中所述泵浦频率等于从所述空闲频率减去所述输入频率，其中在所述第一I/O端口和所述第二I/O端口之间传送的微波信号当沿所述第一I/O端口到所述第二I/O端口之间的第一方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被透射，并且沿所述第二I/O端口到所述第一I/O端口之间的第二方向通过所述第一混频器和所述第二混频器传播时被阻挡。
24.根据权利要求23所述的超导体制造系统，其中所述第一空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率；以及
其中所述第二空闲端口处的空闲信号的空闲频率取决于所述泵浦频率和所述输入频率。
25.根据权利要求24所述的超导体制造系统，其中所述第一微波泵浦被配置为导致所述第一混频器在50:50分束工作点操作，并且其中所述第二微波泵浦被配置为导致所述第二混频器在50:50分束工作点操作。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10629978B2 (en) * 2017-10-30 2020-04-21 International Business Machines Corporation Multi-path interferometric Josephson isolator based on nondegenerate three-wave mixing Josephson devices
US10511072B2 (en) 2017-12-01 2019-12-17 International Business Machines Corporation Switching of frequency multiplexed microwave signals using cascading multi-path interferometric Josephson switches with nonoverlapping bandwidths
US10650322B1 (en) * 2018-12-13 2020-05-12 International Business Machines Corporation Multi-mode qubit readout and qubit state assignment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102073188A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种提高飞秒脉冲信噪比方法及其实现装置
CN103278888A (zh) * 2013-06-14 2013-09-04 哈尔滨工业大学 一种基于受激布里渊散射的宽通带可重构微波光子滤波装置及滤波方法
CN103825176A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 上海朗研光电科技有限公司 一种全光差频产生高精度光纤光梳种子脉冲的方法及装置
CN106980045A (zh) * 2017-05-12 2017-07-25 北京航空航天大学 一种高频电磁信号时频特性测量系统与方法

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162323A (en) 1977-04-18 1979-07-24 Merck & Co., Inc. Antibiotic N-acetyl-dehydro-thienamycin
US4163232A (en) 1978-07-05 1979-07-31 The Boeing Company Dual mode microwave mixer
DE68926947T2 (de) 1988-12-09 1997-01-30 Canon Kk Supraleitender elektromagnetischer Wellenmischer und diesen enthaltendes Gerät
US5411937A (en) 1993-05-17 1995-05-02 Sandia Corporation Josephson junction
FI109736B (fi) 1993-11-01 2002-09-30 Nokia Corp Vastaanottimen taajuusalueen ja kaistanleveyden vaihto peilitaajuutta vaimentavan sekoittimen avulla
JP3555781B2 (ja) * 1994-03-03 2004-08-18 株式会社村田製作所 Ｓ／ｎエンハンサ
US5552735A (en) 1994-10-07 1996-09-03 Northrop Grumman Corporation Multi-gigahertz single flux quantum switch
JP2749298B2 (ja) * 1996-04-23 1998-05-13 株式会社エイ・ティ・アール光電波通信研究所 アンテナ送信装置
US5872731A (en) 1997-10-10 1999-02-16 Trw Inc. Multi-state Josephson memory
US6486756B2 (en) 2000-03-27 2002-11-26 Hitachi, Ltd. Superconductor signal amplifier
GB0124841D0 (en) 2001-10-16 2001-12-05 Secretary Trade Ind Brit Communication system
US20040016918A1 (en) 2001-12-18 2004-01-29 Amin Mohammad H. S. System and method for controlling superconducting qubits
KR100604396B1 (ko) 2005-05-06 2006-07-25 진주산업대학교 산학협력단 무선주파수 누설성분이 억제된 마이크로파 공액 위상변위기
KR100684934B1 (ko) 2005-11-28 2007-02-22 한국표준과학연구원 다중 주파수의 마이크로파 구동을 이용하여 프로그램가능한 조셉슨 전압 표준장치
US7468630B2 (en) 2006-08-25 2008-12-23 Hypres, Inc. Superconducting switching amplifier
JP2008271478A (ja) * 2007-04-25 2008-11-06 New Japan Radio Co Ltd ９０度ハイブリッド
JP2009194646A (ja) 2008-02-14 2009-08-27 Nec Corp マイクロ波スイッチ回路
EP2304550A2 (en) 2008-06-03 2011-04-06 D-Wave Systems Inc. Systems, methods and apparatus for superconducting demultiplexer circuits
TWI404329B (zh) 2009-06-11 2013-08-01 Nat Univ Tsing Hua 寬頻高電流輸出級電路
DE102011012927B4 (de) * 2011-03-03 2020-01-02 Snaptrack, Inc. Verstärkermodul
US20130214979A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Emily B. McMilin Electronic Device Antennas with Filter and Tuning Circuitry
WO2013180780A2 (en) 2012-03-08 2013-12-05 D-Wave Systems Inc. Systems and methods for fabrication of superconducting integrated circuits
US9130508B1 (en) 2013-06-28 2015-09-08 Hrl Laboratories, Llc Shunt resistor and capacitor termination for broadband resistive mixer
JP6678102B2 (ja) * 2013-10-15 2020-04-08 イェール ユニバーシティーＹａｌｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 低雑音ジョセフソン接合系方向性増幅器
US9364673B2 (en) 2013-10-16 2016-06-14 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Power supply disconnect current measurement for an implantable medical device
JP6223138B2 (ja) * 2013-11-15 2017-11-01 三菱電機株式会社 高周波回路及び高周波発振器
AU2014400659B2 (en) 2014-07-08 2017-11-02 Northrop Grumman Systems Corporation Superconductive gate system
US9928948B2 (en) 2014-12-09 2018-03-27 Northrop Grumman Systems Corporation Superconducting switch system
US9768771B2 (en) 2015-02-06 2017-09-19 Northrop Grumman Systems Corporation Superconducting single-pole double-throw switch system
US10516375B2 (en) 2015-02-06 2019-12-24 University Of Massachusetts Squid-based traveling wave parametric amplifier
WO2016138406A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Yale University Josephson junction-based circulators and related systems and methods
US9641138B2 (en) 2015-04-09 2017-05-02 Analog Devices, Inc. Multipath feedforward band pass amplifier
US9548742B1 (en) 2015-06-29 2017-01-17 International Business Machines Corporation Driving the common-mode of a josephson parametric converter using a three-port power divider
US9843312B2 (en) 2015-09-30 2017-12-12 International Business Machines Corporation Multimode Josephson parametric converter: coupling Josephson ring modulator to metamaterial
US9929978B2 (en) 2015-10-07 2018-03-27 Northrop Grumman Systems Corporation Superconducting cross-bar switch system
US10211798B2 (en) 2016-06-27 2019-02-19 International Business Machines Corporation Driving the common-mode of a Josephson parametric converter using a short-circuited coplanar stripline
US10164724B2 (en) 2016-09-26 2018-12-25 International Business Machines Corporation Microwave combiner and distributer for quantum signals using frequency-division multiplexing
US10628752B2 (en) 2016-09-26 2020-04-21 International Business Machines Corporation Routing quantum signals in the microwave domain using time dependent switching
US9735776B1 (en) 2016-09-26 2017-08-15 International Business Machines Corporation Scalable qubit drive and readout
US9787278B1 (en) 2016-09-26 2017-10-10 International Business Machines Corporation Lossless microwave switch based on tunable filters for quantum information processing
US10230038B2 (en) * 2017-04-18 2019-03-12 International Business Machines Corporation Four-port circulator with frequency conversion based on nondegenerate three waving mixing josephson devices
US10062829B1 (en) * 2017-05-05 2018-08-28 International Business Machines Corporation Isolator based on nondegenerate three-wave mixing Josephson devices
JP7017752B2 (ja) * 2017-09-25 2022-02-09 国立研究開発法人情報通信研究機構 超伝導体－絶縁体－超伝導体接合を用いた低雑音マイクロ波増幅器
US10398031B2 (en) * 2017-09-29 2019-08-27 International Business Machines Corporation Integrating Josephson amplifiers or Josephson mixers into printed circuit boards
US10629978B2 (en) 2017-10-30 2020-04-21 International Business Machines Corporation Multi-path interferometric Josephson isolator based on nondegenerate three-wave mixing Josephson devices
US10311379B1 (en) 2017-12-01 2019-06-04 International Business Machines Corporation Isolation of frequency multiplexed microwave signals using cascading multi-path interferometric josephson isolators with nonoverlapping bandwidths
US10169722B1 (en) * 2017-12-01 2019-01-01 International Business Machines Corporation Selective isolation of frequency multiplexed microwave signals using cascading multi-path interferometric josephson isolators with nonoverlapping bandwidths

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102073188A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种提高飞秒脉冲信噪比方法及其实现装置
CN103278888A (zh) * 2013-06-14 2013-09-04 哈尔滨工业大学 一种基于受激布里渊散射的宽通带可重构微波光子滤波装置及滤波方法
CN103825176A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 上海朗研光电科技有限公司 一种全光差频产生高精度光纤光梳种子脉冲的方法及装置
CN106980045A (zh) * 2017-05-12 2017-07-25 北京航空航天大学 一种高频电磁信号时频特性测量系统与方法

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