論文の概要: Localization and reduction of superconducting quantum coherent circuit losses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07604v1
• Date: Mon, 14 Dec 2020 14:50:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 21:22:45.246793
• Title: Localization and reduction of superconducting quantum coherent circuit losses
• Title（参考訳）: 超伝導量子コヒーレント回路損失の局在と低減
• Authors: M. Virginia P. Alto\'e, Archan Banerjee, Cassidy Berk, Ahmed Hajr, Adam Schwartzberg, Chengyu Song, Mohammed Al Ghadeer, Shaul Aloni, Michael J. Elowson, John Mark Kreikebaum, Ed K. Wong, Sinead Griffin, Saleem Rao, Alexander Weber-Bargioni, Andrew M. Minor, David I. Santiago, Stefano Cabrini, Irfan Siddiqi and D. Frank Ogletree
• Abstract要約: 量子センシングと計算は超伝導マイクロ波回路で実現できる。 量子ビットは、非線型ジョセフソン接合を持つキャパシタとインダクタの量子システムである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.18003724534518
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum sensing and computation can be realized with superconducting microwave circuits. Qubits are engineered quantum systems of capacitors and inductors with non-linear Josephson junctions. They operate in the single-excitation quantum regime, photons of $27 \mu$eV at 6.5 GHz. Quantum coherence is fundamentally limited by materials defects, in particular atomic-scale parasitic two-level systems (TLS) in amorphous dielectrics at circuit interfaces.[1] The electric fields driving oscillating charges in quantum circuits resonantly couple to TLS, producing phase noise and dissipation. We use coplanar niobium-on-silicon superconducting resonators to probe decoherence in quantum circuits. By selectively modifying interface dielectrics, we show that most TLS losses come from the silicon surface oxide, and most non-TLS losses are distributed throughout the niobium surface oxide. Through post-fabrication interface modification we reduced TLS losses by 85% and non-TLS losses by 72%, obtaining record single-photon resonator quality factors above 5 million and approaching a regime where non-TLS losses are dominant. [1]M\"uller, C., Cole, J. H. & Lisenfeld, J. Towards understanding two-level-systems in amorphous solids: insights from quantum circuits. Rep. Prog. Phys. 82, 124501 (2019)
• Abstract（参考訳）: 量子センシングと計算は超伝導マイクロ波回路で実現できる。 量子ビットは、非線型ジョセフソン接合を持つキャパシタとインダクタの量子システムである。 単一励起量子状態にあり、光子は217 \mu$eVで6.5GHzである。 量子コヒーレンスは物質欠陥、特に回路界面におけるアモルファス誘電体中の原子スケール寄生2レベル系(tls)によって基本的に制限される。 量子回路における振動電荷を駆動する電界はTLSに共鳴的に結合し、位相ノイズと散逸を生じる。 我々はコプラナーニオブオンシリコン超伝導共振器を用いて量子回路のデコヒーレンスを探索する。 界面誘電体を選択的に修飾することにより, シリコン表面酸化膜からTLS損失の大部分が得られ, 非TLS損失のほとんどがニオブ表面酸化膜全体に分布することを示した。 加工後インタフェースの変更によりTLS損失は85%減少し, 非TLS損失は72%減少し, 記録的な単光子共振器品質因子を500万以上獲得し, 非TLS損失が支配的な体制に近づいた。 [1]m\"uller, c., cole, j. h. & lisenfeld, j. アモルファス固体における2レベル系の理解に向けて: 量子回路からの洞察。 プログ代表。 Phys 82, 124501 (2019)

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