論文の概要: Probing defect densities at the edges and inside Josephson junctions of superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.06555v2
• Date: Mon, 7 Mar 2022 14:00:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 13:03:28.012251
• Title: Probing defect densities at the edges and inside Josephson junctions of superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットのエッジおよびジョセフソン接合における欠陥密度の探索
• Authors: Alexander Bilmes, Serhii Volosheniuk, Alexey V. Ustinov, and J\"urgen Lisenfeld
• Abstract要約: 乱れた材料のトンネル欠陥は、2段階の急激なシステムを形成する。 超伝導量子ビットの場合、サブミクロサイズのジョセフソン接合のトンネル障壁の欠陥は量子ビットに最も強い。 接合部の非晶質トンネル壁の先端部や奥深くに欠陥が出現するかどうかを調べた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Tunneling defects in disordered materials form spurious two-level systems which are a major source of decoherence for micro-fabricated quantum devices. For superconducting qubits, defects in tunnel barriers of submicrometer-sized Josephson junctions couple strongest to the qubit, which necessitates optimization of the junction fabrication to mitigate defect formation. Here, we investigate whether defects appear predominantly at the edges or deep within the amorphous tunnel barrier of a junction. For this, we compare defect densities in differently shaped Al/AlO$_x$/Al Josephson junctions that are part of a Transmon qubit. We observe that the number of detectable junction-defects is proportional to the junction area, and does not significantly scale with the junction's circumference, which proposes that defects are evenly distributed inside the tunnel barrier. Moreover, we find very similar defect densities in thermally grown tunnel barriers that were formed either directly after the base electrode was deposited, or in a separate deposition step after removal of native oxide by Argon ion milling.
• Abstract（参考訳）: 乱れた物質のトンネル欠陥は、マイクロファブリケート量子デバイスの主要なデコヒーレンス源である2レベル系を形成する。 超伝導量子ビットの場合、サブミクロサイズのジョセフソン接合のトンネル障壁の欠陥はクビットに最も強く、欠陥形成を緩和するために接合の最適化が必要である。 そこで本研究では,接合部のアモルファストンネルバリア内に欠陥が主に現れるか,あるいは深く存在するかを検討する。 このために、トランスモン量子ビットの一部である異なる形のAl/AlO$_x$/Al Josephson接合の欠陥密度を比較する。 検出可能なジャンクション欠陥の数はジャンクション面積に比例しており,ジャンクション周辺では大きなスケールは認められず,トンネルバリア内に欠陥が均等に分布していることが示唆された。 さらに, ベース電極の堆積後, あるいはアルゴンイオンミリングによるネイティブ酸化物の除去後, 別段の堆積工程において, 熱成長したトンネル障壁に非常に類似した欠陥密度が認められた。

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