論文の概要: Quasiparticle tunneling as a probe of Josephson junction barrier and
capacitor material in superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11488v2
- Date: Fri, 4 Feb 2022 13:27:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 21:10:32.015749
- Title: Quasiparticle tunneling as a probe of Josephson junction barrier and
capacitor material in superconducting qubits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットにおけるジョセフソン接合障壁とキャパシタ材料のプローブとしての準粒子トンネル
- Authors: C. Kurter, C. E. Murray, R. T. Gordon, B. B. Wymore, M. Sandberg, R.
M. Shelby, A. Eddins, V. P. Adiga, A. D. K. Finck, E. Rivera, A. A. Stabile,
B. Trimm, B. Wacaser, K. Balakrishnan, A. Pyzyna, J. Sleight, M. Steffen, K.
Rodbell
- Abstract要約: 非平衡準粒子は、ジョセフソン接合(JJs)を横切るトンネルでエネルギー崩壊や劣化を引き起こすため、超伝導量子ビットにおける脱コヒーレンスの原因となる可能性がある。
ここでは、準粒子トンネル(QPT)における2次元トランスモン量子ビットの固有特性の影響について検討する。
我々は、非平衡準粒子のトンネル速度が、量子ビットにおける散乱コンデンサ材料とその幾何学の選択に敏感であることを見出した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6549320605996862
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Non-equilibrium quasiparticles are possible sources for decoherence in
superconducting qubits because they can lead to energy decay or dephasing upon
tunneling across Josephson junctions (JJs). Here, we investigate the impact of
the intrinsic properties of two-dimensional transmon qubits on quasiparticle
tunneling (QPT) and discuss how we can use quasiparticle dynamics to gain
critical information about the quality of JJ barrier. We find the tunneling
rate of the nonequilibrium quasiparticles to be sensitive to the choice of the
shunting capacitor material and their geometry in qubits. In some devices, we
observe an anomalous temperature dependence of the QPT rate below 100 mK that
deviates from a constant background associated with non-equilibrium
quasiparticles. We speculate that this behavior is caused by high transmission
sites/defects within the oxide barriers of the JJs, leading to spatially
localized subgap states. We model this by assuming that such defects generate
regions with a smaller effective gap. Our results present a unique in situ
characterization tool to assess the uniformity of tunnel barriers in qubit
junctions and shed light on how quasiparticles can interact with various
elements of the qubit circuit.
- Abstract（参考訳）: 非平衡準粒子は、ジョセフソン接合(JJs)を横切るトンネルでエネルギー崩壊や劣化を引き起こすため、超伝導量子ビットのデコヒーレンスの原因となる可能性がある。
本稿では,2次元トランスモン量子ビットが準粒子トンネル(QPT)に与える影響について検討し,準粒子力学を用いてJJバリアの品質について重要な情報を得る方法について論じる。
我々は、非平衡準粒子のトンネル速度が、量子ビットにおける散乱コンデンサ材料とその幾何学の選択に敏感であることを見出した。
いくつかの装置では、非平衡準粒子に関連する一定の背景から逸脱する100mk以下のqpt速度の異常温度依存性を観測する。
この挙動は、JJsの酸化物バリア内の高い透過部位・欠陥によって引き起こされ、空間的に局在したサブギャップ状態につながると推測する。
このような欠陥がより小さな有効ギャップを持つ領域を生成すると仮定してこれをモデル化する。
本研究は, クビットジャンクションにおけるトンネル障壁の均一性を評価し, 準粒子がクビット回路の様々な要素とどのように相互作用するかを明らかにするためのユニークなインシチュアライゼーションツールである。
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