論文の概要: Coherent superconducting qubits from a subtractive junction fabrication process

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.16862v2
• Date: Mon, 28 Sep 2020 12:13:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 01:14:43.894069
• Title: Coherent superconducting qubits from a subtractive junction fabrication process
• Title（参考訳）: サブトラクティブジャンクション形成過程からのコヒーレント超伝導量子ビット
• Authors: Alexander Stehli, Jan David Brehm, Tim Wolz, Paul Baity, Sergey Danilin, Valentino Seferai, Hannes Rotzinger, Alexey V. Ustinov and Martin Weides
• Abstract要約: ジョセフソントンネル接合は、量子ビットを含むほとんどの超伝導電子回路の中心である。 近年、サブミクロンスケールの重なり合う接合が注目されている。 この研究は、高度な材料と成長プロセスによるより標準化されたプロセスフローへの道を開き、超伝導量子回路の大規模製造において重要なステップとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.7576911714538
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Josephson tunnel junctions are the centerpiece of almost any superconducting electronic circuit, including qubits. Typically, the junctions for qubits are fabricated using shadow evaporation techniques to reduce dielectric loss contributions from the superconducting film interfaces. In recent years, however, sub-micron scale overlap junctions have started to attract attention. Compared to shadow mask techniques, neither an angle dependent deposition nor free-standing bridges or overlaps are needed, which are significant limitations for wafer-scale processing. This comes at the cost of breaking the vacuum during fabrication, but simplifies integration in multi-layered circuits, implementation of vastly different junction sizes, and enables fabrication on a larger scale in an industrially-standardized process. In this work, we demonstrate the feasibility of a subtractive process for fabrication of overlap junctions. In an array of test contacts, we find low aging of the average normal state resistance of only 1.6\% over 6 months. We evaluate the coherence properties of the junctions by employing them in superconducting transmon qubits. In time domain experiments, we find that both, the qubit life- and coherence time of our best device, are on average greater than $20\,\si{\micro\second}$. Finally, we discuss potential improvements to our technique. This work paves the way towards a more standardized process flow with advanced materials and growth processes, and constitutes an important step for large scale fabrication of superconducting quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: ジョセフソントンネル接合は、量子ビットを含むほとんどの超伝導電子回路の中心である。 通常、クビットのジャンクションは超伝導膜界面からの誘電損失の寄与を低減するためにシャドウ蒸発法を用いて製造される。 しかし近年,サブミクロンスケールの重なり接合が注目されている。 シャドウマスク技術と比較すると、角度依存性の沈着や橋梁や重なりは必要とせず、ウェハスケールの処理には重大な制限がある。 これは製造中に真空を壊すコストがかかるが、多層回路の統合を単純化し、非常に異なる接合サイズを実装し、工業的に標準化されたプロセスでより大きな規模で製造することができる。 本研究では,重なり合う接合を作製するための減算プロセスの実現可能性を示す。 試験接点の配列では、平均正常状態抵抗が6ヶ月でわずか1.6\%に低下することが判明した。 超伝導トランスモン量子ビットにおける接合部のコヒーレンス特性の評価を行った。 時間領域の実験では、最高のデバイスである量子ビットの寿命とコヒーレンス時間の両方が平均で$20\,\si{\micro\second}$以上であることがわかった。 最後に,技術の改善の可能性について論じる。 この研究は、先端材料と成長プロセスによるより標準化されたプロセスフローへの道を開き、超伝導量子回路の大規模製造において重要なステップとなる。

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