論文の概要: Enhanced coherence of all-nitride superconducting qubits epitaxially
grown on silicon substrate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.07711v3
- Date: Tue, 12 Oct 2021 01:32:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 06:32:50.009043
- Title: Enhanced coherence of all-nitride superconducting qubits epitaxially
grown on silicon substrate
- Title（参考訳）: シリコン基板上にエピタキシャル成長した全窒化物超電導量子ビットのコヒーレンス向上
- Authors: Sunmi Kim, Hirotaka Terai, Taro Yamashita, Wei Qiu, Tomoko Fuse,
Fumiki Yoshihara, Sahel Ashhab, Kunihiro Inomata, and Kouichi Semba
- Abstract要約: シリコン基板上のNbN/AlN/NbNエピタキシャルジョセフソン接合をベースとした超伝導量子ビットを開発した。
全窒化物量子ビットは、酸化に対する化学的安定性のような大きな利点を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3180219011095327
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Improving the coherence of superconducting qubits is a fundamental step
towards the realization of fault-tolerant quantum computation. However,
coherence times of quantum circuits made from conventional aluminium-based
Josephson junctions are limited by the presence of microscopic two-level
systems in the amorphous aluminum oxide tunnel barriers. Here, we have
developed superconducting qubits based on NbN/AlN/NbN epitaxial Josephson
junctions on silicon substrates which promise to overcome the drawbacks of
qubits based on Al/AlO$_{x}$/Al junctions. The all-nitride qubits have great
advantages such as chemical stability against oxidation, resulting in fewer
two-level fluctuators, feasibility for epitaxial tunnel barriers that reduce
energy relaxation and dephasing, and a larger superconducting gap of $\sim$5.2
meV for NbN, compared to $\sim$0.3 meV for aluminium, which suppresses the
excitation of quasiparticles. By replacing conventional MgO by a silicon
substrate with a TiN buffer layer for epitaxial growth of nitride junctions, we
demonstrate a qubit energy relaxation time $T$$_{1}$=16.3 $\mu$s and a
spin-echo dephasing time $T$$_{2}$=21.5 $\mu$s. These significant improvements
in quantum coherence are explained by the reduced dielectric loss compared to
previously reported NbN-based qubits with MgO substrates
($T$$_{1}$$\approx$$T$$_{2}$$\approx$0.5 $\mu$s). These results are an
important step towards constructing a new platform for superconducting quantum
hardware.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットのコヒーレンスを改善することは、フォールトトレラント量子計算の実現に向けた基本的なステップである。
しかし、従来のアルミニウム系ジョセフソン接合を用いた量子回路のコヒーレンス時間は、アモルファス酸化アルミニウムトンネルバリア内の微視的2レベル系の存在によって制限される。
そこで我々は,Al/AlO$_{x}$/Al接合に基づく量子ビットの欠点を克服することを約束する,NbN/AlN/NbNエピタキシャルジョセフソン接合を用いた超伝導量子ビットを開発した。
全窒化物量子ビットは、酸化に対する化学的安定性などの大きな利点があり、2レベルゆらぎの低減、エネルギー緩和と減圧を減少させるエピタキシャルトンネルバリアの実現性、NbNの超伝導ギャップは、準粒子の励起を抑制するアルミニウムの$\sim$0.3 meVに対して$\sim$5.2 meVである。
従来のMgOをシリコン基板に置換し、窒化物接合のエピタキシャル成長のためのTiNバッファー層に置き換えることで、クォービットエネルギー緩和時間$T$_{1}$=16.3$\mu$sとスピン-エチョデコール時間$T$$$_{2}$=21.5$\mu$sを示す。
これらの量子コヒーレンスの大幅な改善は、MgO基板を持つNbNベースの量子ビット(T$$_{1}$$\approx$T$$$$$$\approx$0.5$\mu$s)と比較して誘電損失の減少によって説明される。
これらの結果は、量子ハードウェアを超伝導する新しいプラットフォームを構築するための重要なステップである。
関連論文リスト
- Single photon emitters in monolayer semiconductors coupled to transition metal dichalcogenide nanoantennas on silica and gold substrates [49.87501877273686]
遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)単一光子エミッタは、量子情報応用に多くの利点をもたらす。
シリコンやガリウムホスプヒド(GaP)などのナノ共振器の製造に用いられる伝統的な材料は、高い屈折率の基質を必要とすることが多い。
ここでは,多層TMDで作製したナノアンテナ(NA)を用いて,基板選択による完全な柔軟性を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-02T07:44:29Z) - Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Improved Coherence in Optically-Defined Niobium Trilayer Junction Qubits [45.786749852292246]
ニオブは超伝導装置の運転温度と周波数の上昇の恩恵を受ける。
我々は、光学リソグラフィーのみを用いて、ニオブ三層接合を再検討し、オールニオブトランスモンを作製する。
電子レンジ領域のデバイスを特徴付け、コヒーレンスタイムを最大622mu$s、平均クビット品質係数を105$以上としています。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-09T13:26:13Z) - Silicide-based Josephson field effect transistors for superconducting
qubits [0.0]
代替の「ゲートモン」量子ビットが最近登場し、これはハイブリッド超伝導/半導体(S/Sm)デバイスをゲート調整されたジョセフソン接合として使用している。
拡張性のあるゲートモン設計はCMOS Josephson Field-Effect Transistors を調整可能な弱いリンクとして作成することができる。
シリコンベースのトランジスタにおけるアンドリーフ電流のゲート変調は、完全にCMOS化された超伝導量子コンピュータへのステップを表している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:00:03Z) - Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials [2.86962140979607]
量子コンピュータは、特定の計算タスクにおいて古典的なコンピュータに対して指数的なスピードアップを達成できる可能性がある。
これらの量子ビットは、損失を抑制するために大きなコンデンサ電極を必要とするため、大きなフットプリントを持つ。
ここでは、ファンデルワールス材料(vdW)の独特な性質を利用して、キュービット面積を減少させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-07T02:31:07Z) - Hexagonal Boron Nitride (hBN) as a Low-loss Dielectric for
Superconducting Quantum Circuits and Qubits [40.57432059394399]
マイクロ波周波数での損失の低い誘電体は、高コヒーレンスな固体量子コンピューティングプラットフォームにとって必須である。
ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)薄膜のマイクロ波中での誘電損失について検討した。
我々はhBN PPCとアルミニウムジョセフソン接合を統合し、コヒーレンス時間25$mu$sのトランモン量子ビットを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-31T18:00:06Z) - TOF-SIMS Analysis of Decoherence Sources in Nb Superconducting
Resonators [48.7576911714538]
超伝導量子ビットは、潜在的に基盤となるプラットフォーム技術として出現している。
材料品質と界面構造は、デバイスの性能を抑え続けている。
薄膜および隣接領域の2レベル系欠陥はノイズを導入し、電磁エネルギーを散逸させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T22:22:47Z) - Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and
particle losses [58.720142291102135]
ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。
我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。
このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z) - Flopping-mode electric dipole spin resonance in phosphorus donor qubits
in silicon [0.0]
シリコン中のリン供与体に基づく単一スピン量子ビットは、大規模量子コンピュータの候補として期待できる。
二重蛍光体ドナー量子ドットの電子状態と核スピン状態を組み合わせたフリップモード電気双極子スピン共鳴量子ビットを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-06T18:11:00Z) - Dynamic modulation of phonon-assisted transitions in quantum defects in
monolayer transition-metal dichalcogenide semiconductors [0.0]
単一カルコゲン空孔欠陥におけるスピン軌道結合が電子-フォノン相互作用に及ぼす影響について検討した。
スピン軌道は欠陥の光学的および電荷的遷移における電子-フォノン結合の大きさを調節する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-28T18:00:00Z) - Conditional quantum operation of two exchange-coupled single-donor spin
qubits in a MOS-compatible silicon device [48.7576911714538]
シリコンナノエレクトロニクスデバイスは、99.9%以上の忠実度を持つ単一量子ビット量子論理演算をホストすることができる。
イオン注入によりシリコン中に導入された単一のドナー原子に結合した電子のスピンに対して、量子情報は1秒近く保存することができる。
ここでは、シリコンに埋め込まれた31ドルPドナーの交換結合対における電子スピン量子ビットの条件付きコヒーレント制御を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-08T11:25:16Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。