自量子光学诞生之初,人们就知道光学状态的非经典特性(如压缩、反聚束和纠缠)易受衰减影响 [1]。通过衰减器(有损通道)传播时,光学状态的量子特征与环境共享,并在追踪环境时丢失。因此,人们长期以来一直努力减少制备和操纵这些状态时的损失,以增强其在量子信息处理 [2]、量子计量 [3] 和其他应用中的实用性。在本文中,我们挑战了这一范式,展示了一类非经典纠缠光态,它们不仅可以在衰减介质中传播而不受损失的影响,而且是由于这些损失而产生的。也就是说,任何其他状态进入并传播通过该介质后,都会转换为该家族中的状态。我们将这些状态称为光学暗态( OD ),类似于原子的暗态,原子的暗态虽然与原子跃迁共振,但不吸收光。与原子暗态类似, OD 态出现在 Λ 形原子系统中。两个基态通过两对场以类似拉曼的方式相互耦合。在每对场中,一个场是量子,另一个场是强激光(图 1 ( a ))。通过这种方式,量子场直接与原子基态相互作用:模式 ˆ a 下光子的吸收会将光子从能级 ∣ ñ 1 转移到能级 ∣ ñ 2 ,而模式 ˆ b 具有相反的效果。当两种模式都充满光子时,这些过程会叠加发生。此外,如果这些模式的状态是具有特定压缩参数(由光学模式和物质之间的有效耦合常数之比决定)的双模压缩真空(TMSV),则这两个过程会发生干涉相消,从而有效地阻止原子态和光学态的相互作用。然后,即使基态相干性衰减,该 OD 态也会在这种原子的气体中传播而不会发生任何损失或演变。这里研究的现象的物理与 [ 4 , 5 ] 的物理密切相关,其中两个宏观原子集合的纠缠是由耗散现象驱动的。事实上,正如我们在下面展示的,它们是产生光和原子纠缠态的相同的过程。
2 Google Quantum AI,加利福尼亚州戈利塔 超导量子处理器是最先进的量子计算技术之一。基于这些设备的系统已经实现了后经典计算 [1] 和量子纠错协议的概念验证执行 [2]。虽然其他量子比特技术采用自然产生的量子力学自由度来编码信息,但超导量子比特使用的自由度是在电路级定义的。当今最先进的超导量子处理器使用 transmon 量子比特,但这些只是丰富的超导量子比特之一;在考虑大规模量子计算机的系统级优化时,替代量子比特拓扑可能会证明是有利的。在这里,我们考虑对 Fluxonium 量子比特进行低温 CMOS 控制,这是最有前途的新兴超导量子比特之一。图 29.1.1 比较了 transmon 和 Fluxonium 量子比特。 transmon 是通过电容分流约瑟夫森结 (JJ) 实现的,是一种非线性 LC 谐振器,其谐振频率为 f 01,非谐性分别在 4-8GHz 和 200-300MHz 范围内。transmon 有限的非谐性约为 5%,限制了用于驱动量子比特 f 01 跃迁的 XY 信号的频谱内容,因为激发 f 12 跃迁会导致错误。以前的低温 CMOS 量子控制器通过直接 [3,4] 或 SSB 上变频 [5,6] 复杂基带或 IF 包络(例如,实施 DRAG 协议)生成光谱形状的控制脉冲;这些设备中高分辨率 DAC 的功耗和面积使用限制了它们的可扩展性。fluxonium 采用额外的约瑟夫森结堆栈作为大型分流电感。这样就可以实现 f 01 频率为 ~1GHz 或更低的量子比特,而其他所有跃迁频率都保持在高得多的频率(>3GHz,见图 29.1.1)[7]。与 transmon 相比,fluxonium 的频率较低且非谐性较高,因此可以直接生成低 GHz 频率控制信号,并放宽对其频谱内容的规范(但需要更先进的制造工艺)。在这里,我们利用这一点,展示了一种低功耗低温 CMOS 量子控制器,该控制器针对 Fluxonium 量子比特上的高保真门进行了优化。图 29.1.2 显示了 IC 的架构。它产生 1 至 255ns 的微波脉冲,具有带宽受限的矩形包络和 1GHz 范围内的载波频率。选择规格和架构是为了实现优于 0.5° 和 0.55% 的相位和积分振幅分辨率,将这些贡献限制在平均单量子比特门错误率的 0.005%。它以 f 01 的时钟运行,相位分辨率由 DLL 和相位插值器 (PI) 实现,而包络精度则由脉冲整形电路实现,该电路提供粗调振幅和微调脉冲持续时间(与传统控制器不同,使用固定持续时间和精细幅度控制)。数字控制器和序列器可播放多达 1024 步的门序列。图 29.1.2 还显示了相位生成电路的示意图。DLL 将这些信号通过等延迟反相器缓冲器 (EDIB) 后,比较来自电压控制延迟线 (VCDL) 的第一个和第 31 个抽头的信号。这会将 CLK[0] 和 CLK[30] 锁定在 180°,并生成 33 个极性交替的等延迟时钟信号。使用 CLK[30] 而不是 CLK[32] 来确保在 PFD 或 EDIB 不匹配的情况下实现全相位覆盖,这可能导致锁定角低于 180°。一对 32b 解复用器用于选择相邻的时钟信号(即 CLK[n] 和 CLK[n+1]),开关和 EDIB 网络用于驱动具有可选极性的 PI。 PI 单元由多路复用器和限流反相器组成。32 个单元并联组合,所选相位之间的权重由驱动多路复用器阵列的温度计编码的 31b 值设置(第 32 个反相器始终由 CLK[n] 驱动)。相位生成电路具有 11b 控制,可提供实现 0.5° 精度的裕度。图 29.1.3 显示了脉冲整形器原理图。它接收相移时钟并应用可编程幅度和持续时间的矩形包络。SW1 用于门控数字 CW 信号。然后,门控信号由一个电路缓冲和衰减,该电路由可变电阻器 R 0(16 个值,从 10 到 170kΩ)组成,通过 2:1 双调谐变压器连接到 50Ω 负载。该电路将可用功率降低了约 17 至 29dB,同时提供 50Ω 输出匹配并过滤脉冲频谱,为信号包络引入几纳秒的指数上升和下降时间,适用于大量子比特非谐性。R 0 、CP 和 CS 通过 SPI 总线进行编程,以进行静态预调谐。但是,提供了一个 0 至 18dB 衰减器电路,步长为 6dB,用于实时粗调幅度。输出端集成了 SW2,以提供额外的开-关隔离。PI 单元由多路复用器和限流反相器组成。32 个单元并联组合,所选相位之间的权重由驱动多路复用器阵列的温度计编码的 31b 值设置(第 32 个反相器始终由 CLK[n] 驱动)。相位生成电路具有 11b 控制,可提供实现 0.5° 精度的裕度。图 29.1.3 显示了脉冲整形器原理图。它接收相移时钟并应用可编程幅度和持续时间的矩形包络。SW1 用于门控数字 CW 信号。然后,门控信号由一个电路缓冲和衰减,该电路由可变电阻器 R 0(16 个值,从 10 到 170kΩ)组成,通过 2:1 双调谐变压器连接到 50Ω 负载。该电路将可用功率降低了约 17 至 29dB,同时提供 50Ω 输出匹配并过滤脉冲频谱,为信号包络引入几纳秒的指数上升和下降时间,适用于大量子比特非谐性。R 0 、CP 和 CS 通过 SPI 总线进行编程,以进行静态预调谐。但是,提供了一个 0 至 18dB 衰减器电路,步长为 6dB,用于实时粗调幅度。输出端集成了 SW2,以提供额外的开-关隔离。PI 单元由多路复用器和限流反相器组成。32 个单元并联组合,所选相位之间的权重由驱动多路复用器阵列的温度计编码的 31b 值设置(第 32 个反相器始终由 CLK[n] 驱动)。相位生成电路具有 11b 控制,可提供实现 0.5° 精度的裕度。图 29.1.3 显示了脉冲整形器原理图。它接收相移时钟并应用可编程幅度和持续时间的矩形包络。SW1 用于门控数字 CW 信号。然后,门控信号由一个电路缓冲和衰减,该电路由可变电阻器 R 0(16 个值,从 10 到 170kΩ)组成,通过 2:1 双调谐变压器连接到 50Ω 负载。该电路将可用功率降低了约 17 至 29dB,同时提供 50Ω 输出匹配并过滤脉冲频谱,为信号包络引入几纳秒的指数上升和下降时间,适用于大量子比特非谐性。R 0 、CP 和 CS 通过 SPI 总线进行编程,以进行静态预调谐。但是,提供了一个 0 至 18dB 衰减器电路,步长为 6dB,用于实时粗调幅度。输出端集成了 SW2,以提供额外的开-关隔离。
RF A S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S”(Y DIV)是由低,中和高的P o r a m p l i f i f i e r阶段以及两个衰减器组成。SSPA的名义RF输出功率为指定的操作频段中的15瓦(41.8 dBm)。九个放大器阶段提供了所需的86 dB增益。小信号阶段在3 + 2链中采用五个CFY25-20设备。这些小信号阶段将基于MGF2407和MGF2430的中等功率阶段。所有这些阶段都包含在RF包装的一个部分中。本节的输出(即中小功率阶段)通过同轴电缆馈送到同一外壳的功率放大器部分。电源部门包含MGF38V和MGF44V设备,后者是25瓦的输出设备。低功率和高功率截面之间的空间被互连和宽松束缚所占据。
新系列增强了电信、军事和射频测试与测量客户可用的切换选项。加利福尼亚州霍桑市 – 2022 年 2 月 8 日 – Teledyne Relays 今天宣布推出新的宽温度范围、工作频率高达 18 GHz 的密封继电器。新的 RF131 和 GRF131 单刀双掷 (SPDT) 型号是非闩锁的,提供故障安全功能。新产品扩展了主要射频测试和电信市场可用的坚固选项。RF131 和 GRF131 非闩锁型号是对 Teledyne Relays 广受推崇的等效通孔 RF121 和表面贴装 GRF121 磁锁继电器的补充。新的机电开关的工作温度范围为 -55 至 +85 °C,整个密封为玻璃-金属密封,可为最具挑战性的环境提供高达 18 GHz 和 40 Gbps 数据速率的故障安全功能。 RF131 和 GRF131 均采用扩展的 Centigrid ® 封装,继承了 Teledyne Relay 微型 RF 继电器的传统,在接触系统的内部结构中融入精密传输线结构,以确保最佳 RF 性能、最小插入损耗和信号路径之间的高隔离度。每个继电器都可以配备 5 或 12 V 额定线圈,并具有防尘防污设计,预期寿命长达 200 万次。RF131 是通孔安装版本,可以切换高达 12 GHz 的频率并具有 20 Gbps 的信号完整性。RF131 配备标准镀金 .75 英寸引线,也可以订购焊接或符合 RoHS 标准的浸焊引线。与通孔解决方案相比,GRF131 具有独特的接地屏蔽,便于表面安装并扩展频率范围。这将 RF 能力提高到 18 GHz,信号完整性提高到 40 Gbps。 Teledyne Relays 全球销售与营销总监 Michael Palakian 表示:“这些继电器专为 RF 衰减器、RF 开关矩阵、高频扩频无线电、ATE 以及其他需要可靠高频信号保真度和性能的应用而设计。低功耗使其成为功率预算受限应用的理想选择。” 新产品现已接受订购。更多信息请访问我们的网站:RF 和信号完整性 (teledynedefenseelectronics.com)
毫米波和太赫兹频率的真空电子器件在现代高数据速率和宽带通信系统、高分辨率检测和成像、医学诊断、磁约束核聚变等领域发挥着重要作用。由于电子在真空介质中运动速度快,与现有的其他辐射源(如固态器件)相比,它们具有高功率、高效率以及紧凑性的优势。我们设立“高频真空电子器件”专刊的目的是加强有关这些器件的理论、设计、仿真、工艺和开发的研究信息的交流,促进它们的应用,并吸引年轻的研究人员和工程师进入这个重要领域,这是现代电子科学和信息技术的重要组成部分。真空电子射频功率器件有很多种,包括线束器件、交叉场器件和快波器件。在高达太赫兹的高频范围内,速调管、行波管、波谷振荡管和回旋管因其高功率或宽瞬时或调谐带宽而受到广泛研究。为了在毫米波和太赫兹频率下获得高质量的性能,过去十年中出现了新的技术和工艺,包括使用 MEMS 和 3D 打印的微加工、用于窗口和衰减器的新型金刚石相关材料。同时,人们还研究了新的慢波结构和谐振结构,如超结构、高阶模式操作和片状电子束,用于获得高功率;杂散抑制;并降低制造难度,特别是在高频范围内。阴极、电子枪、I/O 结构、磁聚焦系统和收集器等器件零部件的革命性技术在高频真空电子器件的发展中发挥了关键作用。本期特刊包含 15 篇论文,涵盖了广泛的主题,涉及频率范围高达 340 GHz 的高频真空设备的设计、仿真、制造和测试,以及包括回旋管、TWT 和 EIK 在内的设备,以及波束形成和限制阴极、慢波结构和模式转换器等。高频回旋管是动态核极化核磁共振 (DNP-NMR) 应用的核心设备,可显着提高医疗系统和科学研究中高场 NMR 的灵敏度和分辨率。北京大学论文[1]《330 GHz/500 MHz DNP-NMR应用的线性偏振高纯度高斯光束整形与耦合》提出了用于330 GHz/500 MHz DNP-NMR系统的波纹TE11-HE11模式转换器和三端口定向耦合器的设计与计算。模式转换器的输出模式呈现出高度
DA-250D 规格 双通道功率放大器应使用 D 类电路拓扑,并应可配置为双通道操作。双通道模式下所有通道均驱动时的功率输出应为:4 欧姆时每通道 250W,8 欧姆时每通道 170W。每对通道应可桥接以产生 500 W。总谐波失真 (THD) 应小于 0.1% @ 1 kHz,0.3% (20 至 20,000 Hz)。频率响应应为 20 至 20,000 Hz (± 1 dB)。信噪比应为 100 dB(A 加权)。串扰应为 70 dB(A 加权)。对于电子平衡输入电路的每个输入,输入阻抗应为 10k 欧姆。后面板开关应允许选择 1-2 个通道的桥接操作。后通道输入模式开关应允许选择输入 1 至所有模式,从而将来自输入 1 的信号同时馈送到其他通道。每个输入应具有 3 针凤凰块和 XLR 连接器。后面板输出连接器应为重型 M4 螺丝端子隔离条,适用于铲形接线片或高达 #12 AWG 的裸线。前面板衰减器应凹进以防止意外的电平变化,并且一旦正确设置电平,就可以将其移除并由随附的安全盖替换。前面板应有两组四个 LED 指示灯,用于指示以下情况:输入信号存在(大于 -20 dB)、输出信号存在(大于 1 W @ 8 欧姆负载)、峰值削波和保护电路激活。重量应为 11.02 磅(5 千克)。前面板还应有两个可拆卸的空气过滤器,无需将放大器从机架上卸下即可拆卸进行清洁。内置保护电路应监控电压和电流水平,以尽量减少过载造成的潜在损害,并通过每个通道的继电器在短路、直流偏移或功率放大器散热器工作温度超过 212°F (100°C) 或设备内部工作温度超过 176°F (80°C) 时禁用输出。继电器还应在开启期间将放大器与负载的连接延迟约 2 秒,以防止开启时出现任何噪音。功耗应为 120 W(基于 UL/CSA 标准)和 650 W(额定输出 4 欧姆 x 2 通道),以及 420 W(额定输出 8 欧姆 x 2 通道)。放大器应仅使用一个标准机架空间或 1.75 英寸 (44.5 毫米),其尺寸应为 18.98 英寸 (宽) x 1.73 英寸 (高) x 15.82 英寸 (深) (482 x 44 x 401.8 毫米)。前面板饰面应为黑色阳极氧化铝,外壳饰面应为钢板。放大器应为 TOA 型号 DA-250D。