フラックス量子化型ジョセフソン接合回路のモデル化とシミュレーション方法

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磁束対応超伝導回路のモデル化

磁束量子化超伝導回路のモデリングには、従来の回路電圧および電流に加え、磁束とジョセフソン位相の表現が必要です。磁束対応のジョセフソン接合およびインダクタモデルは、回路が位相と磁束の関係を直接表現できるように補助磁束ノードを公開します。これらのコンポーネントを組み合わせて超伝導ループを形成し、外部から印加された磁束でバイアスをかけることで、高周波超伝導量子干渉素子（rf-SQUID）や直流SQUIDなどのデバイスをモデル化できます。

シミュレーションでは、回路の時間発展から磁束量子化が自然に生じる場合は過渡解析を使用し、あるいは補助磁束回路を用いて直流（DC）、Sパラメータ、交流（AC）、および高調波バランス解析のための量子化条件を課すことができます。これにより、個々のSQUIDや、より複雑なマルチ接合回路およびアレイについて、磁束依存の位相、循環電流、インダクタンス、伝送、利得、圧縮、および相互変調挙動を評価できます。

フラックス量子化型ジョセフソン回路のモデリングソリューション

磁束対応のジョセフソン接合およびインダクタンスコンポーネントを接続して超伝導ループをモデル化し、コンポーネント磁束の総和が所要の磁束量子化条件を満たすようにします。Keysight Advanced Design System (ADS) は、補助位相/磁束端子を備えたジョセフソン接合モデルと、従来の電気的動作を回路の正規化磁束に接続する磁束対応インダクタおよび相互インダクタンスモデルを提供します。設計者は、過渡シミュレーションを使用するか、周波数ドメイン解析用の補助磁束ループを明示的に構築することができます。このアプローチは、DC、Sパラメータ、および高調波バランス解析をサポートしており、rf-SQUID、dc-SQUID、SNAIL非線形素子、スネークアレイ、およびジョセフソンパラメトリックアンプで実証されています。
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量子回路シミュレーションにおけるRF SQUIDの磁束量子化モデリング

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磁束量子化ジョセフソン回路モデリングに関するその他のリソース

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