論文の概要: Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.02824v3
- Date: Sat, 14 May 2022 02:32:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 22:57:06.258342
- Title: Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials
- Title（参考訳）: ファンデルワールス材料を用いたトランスモン量子ビットの小型化
- Authors: Abhinandan Antony, Martin V. Gustafsson, Guilhem J. Ribeill, Matthew
Ware, Anjaly Rajendran, Luke C. G. Govia, Thomas A. Ohki, Takashi Taniguchi,
Kenji Watanabe, James Hone, Kin Chung Fong
- Abstract要約: 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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.86962140979607
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computers can potentially achieve an exponential speedup versus
classical computers on certain computational tasks, as recently demonstrated in
systems of superconducting qubits. However, these qubits have large footprints
due to their large capacitor electrodes needed to suppress losses by avoiding
dielectric materials. This tactic hinders scaling by increasing parasitic
coupling among circuit components, degrading individual qubit addressability,
and limiting the spatial density of qubits. Here, we take advantage of the
unique properties of the van der Waals (vdW) materials to reduce the qubit area
by a factor of $>1000$ while preserving the required capacitance without
increasing substantial loss. Our qubits combine conventional aluminum-based
Josephson junctions with parallel-plate capacitors composed of crystalline
layers of superconducting niobium diselenide (NbSe$_2$) and insulating
hexagonal-boron nitride (hBN). We measure a vdW transmon $T_1$ relaxation time
of 1.06 $\mu$s, which demonstrates a path to achieve high-qubit-density quantum
processors with long coherence times, and illustrates the broad utility of
layered heterostructures in low-loss, high-coherence quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 最近超伝導量子ビットのシステムで実証されたように、量子コンピュータは特定の計算タスクにおいて古典的コンピュータに対して指数的なスピードアップを達成する可能性がある。
しかし、これらの量子ビットは誘電体材料を避けて損失を抑えるために大きなキャパシタ電極を必要とするため、大きな足跡を持つ。
この戦術は、回路コンポーネント間の寄生結合を増加させ、個々の量子ビットアドレス可能性を低下させ、量子ビットの空間密度を制限することでスケーリングを妨げる。
ここでは,van der waals (vdw) 素材のユニークな特性を生かしてキュービット面積を1000ドル程度削減し,必要な容量を保ちながら実質的な損失を増加させることなく保存する。
我々の量子ビットは、従来のアルミニウムベースのジョセフソン接合と、超伝導窒化ニオブ(NbSe$_2$)と絶縁六方晶窒化ホウ素(hBN)の結晶層からなる平行平板キャパシタを組み合わせる。
vdwトランスモン $t_1$ 緩和時間 1.06 $\mu$s を測定し、コヒーレンス時間の長い高量子密度量子プロセッサを実現する方法を示し、低損失の高コヒーレンス量子デバイスにおける層状ヘテロ構造の広範な有用性を示す。
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