論文の概要: Merged-element transmon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.07652v5
- Date: Tue, 1 Dec 2020 19:00:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-06 00:50:48.242675
- Title: Merged-element transmon
- Title（参考訳）: マージ要素トランスモン
- Authors: R. Zhao, S. Park, T. Zhao, M. Bal, C.R.H. McRae, J. Long, and D.P.
Pappas
- Abstract要約: スパッタリングしたNb-アモルファス-Si--Nb三層膜を用いたマージモンの実装について報告する。
マージモンに容量的に結合したリードアウト共振器の周波数は、低電力状態における量子状態依存的なシフトを示す。
我々は,低損失,エピナリー成長,格子整合三層膜を用いて,比較的小さなデバイス次元で高いコヒーレンスを実現することを期待する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Transmon qubits are ubiquitous in the pursuit of quantum computing using
superconducting circuits. However, they have some drawbacks that still need to
be addressed. Most importantly, the scalability of transmons is limited by the
large device footprint needed to reduce the participation of the lossy
capacitive parts of the circuit. In this work, we investigate and evaluate
losses in an alternative device geometry, namely, the merged-element transmon
(mergemon). To this end, we replace the large external shunt capacitor of a
traditional transmon with the intrinsic capacitance of a Josephson junction
(JJ) and achieve an approximately 100 times reduction in qubit dimensions. We
report the implementation of the mergemon using a sputtered
Nb--amorphous-Si--Nb trilayer film. In an experiment below 10 mK, the frequency
of the readout resonator, capacitively coupled to the mergemon, exhibits a
qubit-state dependent shift in the low power regime. The device also
demonstrates the single- and multi-photon transitions that represent a weakly
anharmonic system in the two-tone spectroscopy. The transition spectra are
explained well with master-equation simulations. A participation ratio analysis
identifies the dielectric loss of the a-Si tunnel barrier and its interfaces as
the dominant source for qubit relaxation. We expect the mergemon to achieve
high coherence in relatively small device dimensions when implemented using a
low-loss, epitaxially-grown, and lattice-matched trilayer.
- Abstract（参考訳）: トランモン量子ビットは超伝導回路を用いた量子コンピューティングの追求においてユビキタスである。
しかし、まだ対処する必要がある欠点がいくつかある。
最も重要なことに、トランスモンのスケーラビリティは、回路の損失のある容量部品の参加を減らすのに必要な大きなデバイスフットプリントによって制限されている。
本研究では、代替デバイス形状、すなわちマージ要素トランスモン(mergemon)における損失を調査し、評価する。
この目的のために、従来のトランスモンの大きな外部シャントキャパシタをジョセフソン接合(jj)の固有容量に置き換え、約100倍のキュービット次元の削減を達成する。
スパッタリングしたNb-アモルファス-Si--Nb三層膜を用いたマージモンの実装について報告する。
10mK以下の実験では、マージモンに容量的に結合したリードアウト共振器の周波数は、低電力状態における量子状態依存シフトを示す。
この装置はまた、2光子分光における弱い無調波系を表す単光子および多光子遷移を示す。
遷移スペクトルはマスター方程式シミュレーションでよく説明される。
参加率解析により、a-siトンネルバリアとその界面の誘電損失を量子緩和の主要な原因として同定する。
我々は,低損失,エピタキシャル成長,格子整合三層膜を用いて,比較的小さなデバイス次元で高いコヒーレンスを実現することを期待する。
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