Un equipo ha demostrado experimentalmente una arquitectura equilibrada para amplificadores paramétricos superconductores de onda viajera (TWPAs) que duplica la banda instantánea útil con rechazo de la frecuencia imagen. Los TWPAs ofrecen ganancia amplia, ruido añadido bajo y rango dinámico elevado, cualidades que los hacen atractivos para amplificar señales multiplexadas repartidas en un amplio rango de frecuencias, como los arrays de resonadores de qubits, o señales intrínsecamente anchas de banda, como las de espectrómetros y radiómetros. Sin embargo, en muchos casos la banda útil de un TWPA se ve limitada por la generación de un tono idler en una frecuencia imagen.

En los TWPAs basados en mezcla de ondas de tres (3WM), una señal de entrada a frecuencia fₛ es indistinguible de otra situada en fₚ − fₛ, donde fₚ es la frecuencia de la bomba. Esa degeneración de bandas laterales introduce ambigüedad espectral cuando el espectro de entrada es ancho o no se conoce de antemano, lo que obliga a recurrir a filtrados complejos para limpiar la salida. Resolver esa ambigüedad sin sacrificar ancho de banda ha sido uno de los frenos prácticos para el uso de estos amplificadores en aplicaciones de banda ancha.

La arquitectura propuesta separa espacialmente la señal amplificada de la bomba de salida y del idler generado, resolviendo la degeneración. Consiste en dos amplificadores conectados entre un par de acopladores híbridos de 180°, con la señal y la bomba inyectadas y extraídas por los puertos de suma y de diferencia, respectivamente. Empleando dos TWPAs de inductancia cinética, los autores midieron aproximadamente 20 dB de ganancia de señal a lo largo de casi una octava de banda, con un rechazo de la bomba por debajo de −20 dB y un rechazo medio de la imagen en torno a −15 dB sobre la banda de operación.

Los resultados establecen el TWPA equilibrado como una vía práctica para la amplificación paramétrica de banda ancha, con un mayor porcentaje de banda libre de contaminación y sin necesidad de filtrados complejos. La mejora es especialmente relevante para la lectura de qubits superconductores y para instrumentación de microondas sensible, donde la limpieza espectral directa en la etapa de amplificación reduce el hardware posterior y simplifica la cadena de detección.