JP2021505063A - 帯域幅が重なっていないカスケーディング・マルチパス干渉ジョセフソン・スイッチを使用した周波数多重化マイクロ波信号のスイッチング - Google Patents
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Abstract
Description
BW={[f1−BW1/2からf1+BW1/2],[f2−BW2/2からf2+BW2/2],...[fN−BWN/2からfN+BWN/2]}
BW={[f1−BW1/2からf1+BW1/2],[f2−BW2/2からf2+BW2/2],...[fN−BWN/2からfN+BWN/2]}
BW={[f1−BW1/2からf1+BW1/2],[f2−BW2/2からf2+BW2/2],...[fN−BWN/2からfN+BWN/2]}
Claims (20)
- ジョセフソン・デバイスのセットであり、前記セットの中のそれぞれのジョセフソン・デバイスが、対応するマイクロ波周波数動作帯域幅を有し、異なる動作帯域幅が、対応する異なる中心周波数を有する、前記ジョセフソン・デバイスのセットと、
前記セットの中の第1のジョセフソン・デバイスと前記セットの中のn番目のジョセフソン・デバイスとの間の直列結合であり、前記直列結合により、開状態にある前記第1のジョセフソン・デバイスが、周波数多重化マイクロ波信号(多重化信号)の中の第1の周波数の信号を前記第1のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻し、前記開状態にある前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中のn番目の周波数の信号を前記n番目のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻す、前記直列結合と
を備える、カスケーディング・マイクロ波スイッチ(カスケード)。 - 前記直列結合内の前記セットの中の(n−1)番目のジョセフソン・デバイスをさらに備え、nが1よりも大きく、前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスが、前記第1のジョセフソン・デバイスと前記n番目のジョセフソン・デバイスとの間の前記直列結合に含まれており、前記開状態にある前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中の(n−1)番目の周波数の信号を前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻す、
請求項1に記載のカスケード。 - 前記直列結合により、閉状態にある前記第1のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中の前記n番目の周波数の前記信号を前記直列結合を通して伝送し、前記開状態にある前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記第1の周波数の前記信号を前記直列結合を通して伝送する、
請求項1に記載のカスケード。 - 前記直列結合により、閉じているときの前記第1のジョセフソン・デバイスおよび閉じているときの前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記直列結合内の任意の方向において、前記多重化信号の中の全ての周波数の信号を伝搬させ、前記多重化信号が、前記第1の周波数および前記n番目の周波数以外の周波数を含む、
請求項1に記載のカスケード。 - 前記第1のジョセフソン・デバイスに対応する第1のマイクロ波周波数動作帯域幅が、少なくとも一部の周波数について、前記n番目のジョセフソン・デバイスに対応するn番目のマイクロ波周波数動作帯域幅と重なっていない、
請求項1に記載のカスケード。 - 前記カスケードの全体のスイッチング帯域幅が、前記第1の動作帯域幅および前記n番目の動作帯域幅を含む、
請求項5に記載のカスケード。 - ジョセフソン・デバイスの前記セットの中の前記第1のジョセフソン・デバイスがMPIJSWであり、前記MPIJSWが、
第1の非縮退マイクロ波混合器デバイス(第1の混合器)と、
第2の非縮退マイクロ波混合器デバイス(第2の混合器)と、
前記第1の混合器の入力ポートおよび前記第2の混合器の入力ポートに結合された第1の入力/出力(I/O)ポートと、
前記第1の混合器の前記入力ポートおよび前記第2の混合器の前記入力ポートに結合された第2のI/Oポートと
を備え、
前記MPIJSWが閉じているときには、前記第1のI/Oポートと前記第2のI/Oポートとの間で伝達される前記第1の周波数の前記信号が、前記第1の混合器および前記第2の混合器内における前記第1のI/Oポートと前記第2のI/Oポートとの間のどちらの方向に伝搬する間も伝送され、前記第1の周波数が前記第1のジョセフソン・デバイスの第1の動作帯域幅内にある、
請求項1に記載のカスケード。 - 第1のマイクロ波ドライブを、ポンプ周波数および第1のポンプ位相で前記第1の混合器に注入する第1のマイクロ波ポンプであり、前記第1の混合器を周波数変換動作点で動作させるように構成された前記第1のマイクロ波ポンプと、
第2のマイクロ波ドライブを、前記ポンプ周波数および第2のポンプ位相で前記第2の混合器に注入する第2のマイクロ波ポンプであり、前記第2の混合器を前記周波数変換動作点で動作させるように構成された前記第2のマイクロ波ポンプと
をさらに備える、請求項7に記載のカスケード。 - 前記第1の混合器および前記第2の混合器がそれぞれ非縮退3波混合器である、請求項7に記載のカスケード。
- 前記第1の混合器および前記第2の混合器がそれぞれジョセフソン・パラメトリック変換器(JPC)であり、前記第1の混合器と前記第2の混合器が公称で全く同じものである、請求項7に記載のカスケード。
- カスケーディング・マイクロ波スイッチ(カスケード)を形成する方法であって、前記方法が、
ジョセフソン・デバイスのセットを製造することであって、前記セットの中のそれぞれのジョセフソン・デバイスが、対応するマイクロ波周波数動作帯域幅を有し、異なる動作帯域幅が、対応する異なる中心周波数を有する、前記製造することと、
前記セットの中の第1のジョセフソン・デバイスと前記セットの中のn番目のジョセフソン・デバイスとの間の直列結合を形成することであって、前記直列結合により、開状態にある前記第1のジョセフソン・デバイスが、周波数多重化マイクロ波信号(多重化信号)の中の第1の周波数の信号を前記第1のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻し、前記開状態にある前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中のn番目の周波数の信号を前記n番目のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻す、前記形成することと
を含む、方法。 - 超電導体製造システムであって、カスケーディング・マイクロ波スイッチ(カスケード)を製造するために動作させたときに、
ジョセフソン・デバイスのセットを製造することであって、前記セットの中のそれぞれのジョセフソン・デバイスが、対応するマイクロ波周波数動作帯域幅を有し、異なる動作帯域幅が、対応する異なる中心周波数を有する、前記製造することと、
前記セットの中の第1のジョセフソン・デバイスと前記セットの中のn番目のジョセフソン・デバイスとの間の直列結合を形成することであって、前記直列結合により、開状態にある前記第1のジョセフソン・デバイスが、周波数多重化マイクロ波信号(多重化信号)の中の第1の周波数の信号を前記第1のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻し、前記開状態にある前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中のn番目の周波数の信号を前記n番目のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻す、前記形成することと
を含む動作を実行する、超電導体製造システム。 - 前記直列結合内の前記セットの中の(n−1)番目のジョセフソン・デバイスをさらに備え、nが1よりも大きく、前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスが、前記第1のジョセフソン・デバイスと前記n番目のジョセフソン・デバイスとの間の前記直列結合に含まれており、前記開状態にある前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中の(n−1)番目の周波数の信号を前記(n−1)番目のジョセフソン・デバイスの入力ポートへ反射して戻す、
請求項12に記載の超電導体製造システム。 - 前記直列結合により、閉状態にある前記第1のジョセフソン・デバイスが、前記多重化信号の中の前記n番目の周波数の前記信号を前記直列結合を通して伝送し、前記開状態にある前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記第1の周波数の前記信号を前記直列結合を通して伝送する、
請求項12に記載の超電導体製造システム。 - 前記直列結合により、閉じているときの前記第1のジョセフソン・デバイスおよび閉じているときの前記n番目のジョセフソン・デバイスが、前記直列結合内の任意の方向において、前記多重化信号の中の全ての周波数の信号を伝搬させ、前記多重化信号が、前記第1の周波数および前記n番目の周波数以外の周波数を含む、
請求項12に記載の超電導体製造システム。 - 前記第1のジョセフソン・デバイスに対応する第1のマイクロ波周波数動作帯域幅が、少なくとも一部の周波数について、前記n番目のジョセフソン・デバイスに対応するn番目のマイクロ波周波数動作帯域幅と重なっていない、
請求項12に記載の超電導体製造システム。 - 前記カスケードの全体のスイッチング帯域幅が、前記第1の動作帯域幅および前記n番目の動作帯域幅を含む、
請求項16に記載の超電導体製造システム。 - ジョセフソン・デバイスの前記セットの中の前記第1のジョセフソン・デバイスがMPIJSWであり、前記MPIJSWが、
第1の非縮退マイクロ波混合器デバイス(第1の混合器)と、
第2の非縮退マイクロ波混合器デバイス(第2の混合器)と、
前記第1の混合器の入力ポートおよび前記第2の混合器の入力ポートに結合された第1の入力/出力(I/O)ポートと、
前記第1の混合器の前記入力ポートおよび前記第2の混合器の前記入力ポートに結合された第2のI/Oポートと
を備え、
前記MPIJSWが閉じているときには、前記第1のI/Oポートと前記第2のI/Oポートとの間で伝達される前記第1の周波数の前記信号が、前記第1の混合器および前記第2の混合器内における前記第1のI/Oポートと前記第2のI/Oポートとの間のどちらの方向に伝搬する間も伝送され、前記第1の周波数が前記第1のジョセフソン・デバイスの第1の動作帯域幅内にある、
請求項12に記載の超電導体製造システム。 - 第1のマイクロ波ドライブを、ポンプ周波数および第1のポンプ位相で前記第1の混合器に注入する第1のマイクロ波ポンプであり、前記第1の混合器を周波数変換動作点で動作させるように構成された前記第1のマイクロ波ポンプと、
第2のマイクロ波ドライブを、前記ポンプ周波数および第2のポンプ位相で前記第2の混合器に注入する第2のマイクロ波ポンプであり、前記第2の混合器を前記周波数変換動作点で動作させるように構成された前記第2のマイクロ波ポンプと
をさらに備える、請求項18に記載の超電導体製造システム。 - 前記第1の混合器および前記第2の混合器がそれぞれ非縮退3波混合器である、請求項18に記載の超電導体製造システム。
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