Wie man Flussquantisierungs-Josephson-Kontakt-Schaltungen modelliert und simuliert

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Modellflussbewusste supraleitende Schaltkreise

Die Modellierung eines supraleitenden Flussquantisierungsschaltkreises erfordert neben den herkömmlichen Spannungen und Strömen auch die Berücksichtigung des magnetischen Flusses und der Josephson-Phase. Flusssensitive Josephson-Kontakt- und Induktormodelle stellen zusätzliche Flussknoten bereit, die es dem Schaltkreis ermöglichen, Phasen- und Flussbeziehungen direkt auszudrücken. Diese Komponenten können zu supraleitenden Schleifen zusammengefügt und mit einem extern angelegten Fluss vorgespannt werden, um Bauelemente wie Hochfrequenz-SQUIDs (RF-SQUIDs) und Gleichstrom-SQUIDs zu modellieren.

Die Simulation kann eine transiente Analyse nutzen, wenn die Flussquantisierung sich natürlich aus der zeitlichen Entwicklung des Schaltkreises ergibt. Alternativ kann ein Hilfsflussschaltkreis die Quantisierungsbedingung für Gleichstrom- (DC), S-Parameter-, Wechselstrom- (AC) und Oberwellenbilanzanalysen erzwingen. Anschließend lassen sich das flussabhängige Phasen-, Ausgleichsstrom-, Induktivitäts-, Übertragungs-, Verstärkungs-, Kompressions- und Intermodulationsverhalten für einzelne SQUIDs sowie komplexere Mehrfachschaltkreise und -arrays auswerten.

Lösung zur Modellierung von Josephson-Schaltungen mit Flussquantisierung

Modellieren Sie die supraleitende Schleife, indem Sie flusssensitive Josephson-Kontakte und Induktivitätskomponenten so verbinden, dass die Summe der Komponentenflüsse die erforderliche Flussquantisierungsbedingung erfüllt. Keysight Advanced Das Designsystem (ADS) bietet Josephson-Kontaktmodelle mit zusätzlichen Phasen-/Flussanschlüssen sowie flusssensitive Induktivitäts- und Gegeninduktivitätsmodelle, die das konventionelle elektrische Verhalten mit dem normierten Fluss des Schaltkreises verknüpfen. Entwickler können transiente Simulationen durchführen oder explizit eine Hilfsflussschleife für die Frequenzbereichsanalyse erstellen. Der Ansatz unterstützt Gleichstrom-, S-Parameter- und Oberwellenbilanzanalysen und wird anhand von HF-SQUIDs, DC-SQUIDs, SNAIL-Elementen, Snake-Arrays und parametrischen Josephson-Verstärkern demonstriert.
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Flussquantisierungsmodellierung eines HF-SQUIDs in der Quantenschaltungssimulation

Entdecken Sie Produkte in unserer Lösung zur Modellierung von Josephson-Schaltungen mittels Flussquantisierung.

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