論文の概要: Microscopic Theory of Magnetic Disorder-Induced Decoherence in
Superconducting Nb Films
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.11684v1
- Date: Tue, 23 Nov 2021 07:08:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 02:13:57.810842
- Title: Microscopic Theory of Magnetic Disorder-Induced Decoherence in
Superconducting Nb Films
- Title（参考訳）: 超伝導Nb膜の磁気障害誘起デコヒーレンスの微視的理論
- Authors: Evan Sheridan, Thomas F. Harrelson, Eric Sivonxay, Kristin A. Persson,
M. Virginia P. Alto\'e, Irfan Siddiqi, D. Frank Ogletree, David I. Santiago,
Sin\'ead M. Griffin
- Abstract要約: 我々は、ニオブ薄膜超伝導体における磁気誘起脱コヒーレンスの微視的起源を解明するために、アブイニシオ・芝理論を開発した。
我々のab initio計算は、脱コヒーレンスを誘発する局所スピンモーメントの形成における構造障害、確率論、ひずみの役割を包含する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The performance of superconducting qubits is orders of magnitude below what
is expected from theoretical estimates based on the loss tangents of the
constituent bulk materials. This has been attributed to the presence of
uncontrolled surface oxides formed during fabrication which can introduce
defects and impurities that create decoherence channels. Here, we develop an ab
initio Shiba theory to investigate the microscopic origin of magnetic-induced
decoherence in niobium thin film superconductors and the formation of native
oxides. Our ab initio calculations encompass the roles of structural disorder,
stoichiometry, and strain on the formation of decoherence-inducing local spin
moments. With parameters derived from these first-principles calculations we
develop an effective quasi-classical model of magnetic-induced losses in the
superconductor. We identify d-channel losses (associated with oxygen vacancies)
as especially parasitic, resulting in a residual zero temperature surface
impedance. This work provides a route to connecting atomic scale properties of
superconducting materials and macroscopic decoherence channels affecting
quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの性能は、構成バルク材料の損失接点に基づく理論的推定から予想されるものよりも桁違いである。
これは、デコヒーレンスチャネルを生成する欠陥や不純物をもたらすことができる製造中に形成された非制御表面酸化物の存在に起因する。
そこで本研究では,ニオブ薄膜超伝導体における磁気誘起脱コヒーレンスの微視的起源とネイティブ酸化物の生成について検討する。
ab initio計算は、デコヒーレンス誘起局所スピンモーメントの形成における構造障害、確率論、ひずみの役割を包含する。
これらの第一原理計算から導かれるパラメータを用いて、超伝導体における磁気誘導損失の有効な準古典モデルを開発する。
特に寄生虫としてdチャネル損失(酸素空孔による損失)を同定し, 残留零温度表面インピーダンスを導出した。
この研究は、超伝導材料の原子スケール特性と量子系に影響を与えるマクロデコヒーレンスチャネルを接続する経路を提供する。
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