論文の概要: Microscopic Relaxation Channels in Materials for Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.02908v1
• Date: Mon, 6 Apr 2020 18:01:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-26 06:17:16.345975
• Title: Microscopic Relaxation Channels in Materials for Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビット材料における微小緩和チャネル
• Authors: Anjali Premkumar, Conan Weiland, Sooyeon Hwang, Berthold Jaeck, Alexander P.M. Place, Iradwikanari Waluyo, Adrian Hunt, Valentina Bisogni, Jonathan Pelliciari, Andi Barbour, Mike S. Miller, Paola Russo, Fernando Camino, Kim Kisslinger, Xiao Tong, Mark S. Hybertsen, Andrew A. Houck, Ignace Jarrige
• Abstract要約: 我々は,T_$と粒径の相関,粒界に沿った酸素拡散の促進,表面近傍の亜酸化物濃度について検討した。 物理機構は、これらの微視的特性を残留表面抵抗と、粒界および亜酸化物の欠陥から生じる損失を通じて$T_$と結合する。 量子ビットデコヒーレンスチャートを理解するためのこの包括的なアプローチは、超伝導量子ビット性能の材料駆動改善のための経路である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 76.84500123816078
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Despite mounting evidence that materials imperfections are a major obstacle to practical applications of superconducting qubits, connections between microscopic material properties and qubit coherence are poorly understood. Here, we perform measurements of transmon qubit relaxation times $T_1$ in parallel with spectroscopy and microscopy of the thin polycrystalline niobium films used in qubit fabrication. By comparing results for films deposited using three techniques, we reveal correlations between $T_1$ and grain size, enhanced oxygen diffusion along grain boundaries, and the concentration of suboxides near the surface. Physical mechanisms connect these microscopic properties to residual surface resistance and $T_1$ through losses arising from the grain boundaries and from defects in the suboxides. Further, experiments show that the residual resistance ratio can be used as a figure of merit for qubit lifetime. This comprehensive approach to understanding qubit decoherence charts a pathway for materials-driven improvements of superconducting qubit performance.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの実用化には、材料欠陥が大きな障害となるという証拠が取り付けられているが、顕微鏡材料特性と量子ビットコヒーレンスとの接続は理解されていない。 本稿では,キュービット作製に使用される多結晶ニオブ薄膜の分光・顕微鏡観察と並行して,トランスモン量子緩和時間$t_1$の測定を行う。 3つの手法で成膜したフィルムを比較した結果, 粒度が$t_1$, 粒界における酸素拡散の促進, 表面近傍の亜酸化物濃度との相関が明らかになった。 物理機構は、これらの微視的特性を残留表面抵抗と、粒界および亜酸化物の欠陥から生じる損失を通じて$T_1$と結合する。 さらに, 残留抵抗比を立方体寿命のメリットの指標として用いることができることを示した。 量子ビットデコヒーレンスチャートを理解するためのこの包括的なアプローチは、超伝導量子ビット性能の材料駆動改善のための経路である。

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