如何对通量量化约瑟夫森结电路进行建模与仿真

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基于磁通量感知模型的超导电路

对磁通量化超导电路进行建模时,除了传统的电路电压和电流外,还需要表示磁通和约瑟夫森相位。 具有磁通感知能力的约瑟夫森结和电感器模型会暴露辅助磁通节点,从而使电路能够直接表达相位与磁通之间的关系。这些元件可以组装成超导环路,并通过施加外部磁通进行偏置,从而对射频超导量子干涉器件(rf-SQUID)和直流SQUID等器件进行建模。

当磁通量量化自然源于电路的时域演变时,仿真可采用瞬态分析;或者,辅助磁通量电路可对直流(DC)、S参数、交流(AC)和谐波平衡分析施加量化约束。 随后,可以针对单个SQUID以及更复杂的多结电路和阵列,评估其与磁通量相关的相位、环流、电感、传输、增益、压缩和互调行为。

通量量化约瑟夫森电路建模解决方案

通过连接考虑磁通量的约瑟夫森结和电感元件来对超导环路进行建模,使得各元件磁通量的总和满足所需的磁通量化条件。是德科技进阶 设计系统(ADS)提供了带有辅助相位/磁通端子的约瑟夫森结模型,以及考虑磁通量的电感器和互感模型,这些模型将传统的电气行为与电路的归一化磁通量联系起来。 设计人员可以使用瞬态仿真,或显式构建辅助磁通环路以进行频域分析。该方法支持直流、S参数和谐波平衡分析,并已应用于射频SQUID、直流SQUID、SNAIL非线性元件、蛇形阵列和约瑟夫森参量放大器的仿真。

量子电路仿真中射频超导量子干涉装置(SQUID)的磁通量化建模

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