У багатьох типах метрологічного та радіокомунікаційного обладнання використовуються пристрої, які називаються синтезаторами сигналів. І чим стабільніше генерується ними сигнал, чим ближче його реальна форма до ідеальної, тим більш точні вимірювання можна проводити з його допомогою або передавати-приймати більшу кількість інформації. Однак, чим більша якість роботи забезпечує синтезатор частот, тим складнішою є його схема, реалізована на традиційних електронних компонентах. Плюс до цього, такі синтезатори вимагають постійного калібрування та рекалібрування з метою компенсації впливу температурних змін.
Але нещодавно дослідники з американського Національного Інституту Стандартів і Технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST), спільно з вченими з Колорадського університету в Боулдері, створили перший у своєму роді квантовий синтезатор частот, що генерує сигнал потужністю вище -30 dBm, характеристики якого максимально дуже близькі до ідеальних.
Створений дослідниками програмований квантовий синтезатор здатний генерувати сигнал мікрохвильового діапазону. Точність форми сигналу становить 22 мВ RMS на частоті 1005 ГГц. Така точність на цілих 25 відсотків перевищує точність найкращих з що існує синтезаторів частот. Сам синтезатор є інтегральною схемою, розміром 10 на 10 міліметрів, яка охолоджується до температури в 4 Кельвіна і на якій знаходиться 4500 переходів Джозефсона. Всі ці переходи з’єднані в схему генератора RF-JAWS (RF Josephson arbitrary waveform synthesizer), який підключений до чотирьох пристроїв-диплексерів, що складаються з декількох надпровідних елементів.
Проведені виміри показали, що створений синтезатор і рахунок використання квантових явищ здатний генерувати сигнал практично ідеальної форми із заданою амплітудою та частотою. А дана робота була виконана в рамках курованої NIST програми, метою якої є широке впровадження квантових технологій у різне обладнання та створення нових відповідних стандартів.