行波參量放大器（TWPA）

行波參量放大器是量子位元微弱的讀出訊號離開製冷機時遇到的第一站。讀出一個量子位元，就是要捕捉一段微弱到接近單個光子的微波回聲，所以必須先把它放大，否則室溫下嘈雜的電子學就會把它淹沒。TWPA 在做這件事時，幾乎只增加物理定律所允許的最少雜訊，因此被稱為量子極限放大器。

從結構上看，它是一段很長的超導傳輸線，由成百上千個約瑟夫森接面依次排成一行，訊號是沿著它一路行進，而不是在單個諧振盒裡來回反彈。你把一個強泵浦音和微弱訊號一起注入；傳輸線的非線性讓泵浦在兩者並肩前進時把能量傾注給訊號，於是訊號在傳輸線的長度上增益 20 分貝甚至更多。因為不需要在某個固定頻率上諧振，單個 TWPA 能一次放大很寬的頻段，往往有好幾個十億赫寬。

這個頻寬正是規模化的關鍵。窄頻的約瑟夫森參量放大器基本上只能處理一個讀出音，所以一塊用很多頻率讀出許多量子位元的晶片就需要很多個。而一個 TWPA 就能把一整梳多路復用的音一起放大。難處在於：TWPA 又長又難製造，強泵浦可能回漏並干擾量子位元，保護它免受反射至今仍要依賴笨重的片外隔離器，所以它有助於規模化，卻沒有真正解決規模化。