論文の概要: Path toward manufacturable superconducting qubits with relaxation times exceeding 0.1 ms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10303v1
• Date: Mon, 21 Feb 2022 15:28:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 08:04:54.008805
• Title: Path toward manufacturable superconducting qubits with relaxation times exceeding 0.1 ms
• Title（参考訳）: 0.1msを超える緩和時間を有する製造可能な超伝導量子ビットへの道
• Authors: J. Verjauw, R. Acharya, J. Van Damme, Ts. Ivanov, D. Perez Lozano, F. A. Mohiyaddin, D. Wan, J. Jussot, A. M. Vadiraj, M. Mongillo, M. Heyns, I. Radu, B. Govoreanu, A. Poto\v{c}nik
• Abstract要約: 減算エッチング処理により平均クォービットエネルギー緩和時間T1が70$mu$sに達し,最大値が100$mu$sを超える量子ビットが得られることを示す。 提案した製造プロセスは、高コヒーレンス超伝導量子ビットのための製造可能な300 mm CMOSプロセスに向けた重要なマイルストーンとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As the superconducting qubit platform matures towards ever-larger scales in the race towards a practical quantum computer, limitations due to qubit inhomogeneity through lack of process control become apparent. To benefit from the advanced process control in industry-scale CMOS fabrication facilities, different processing methods will be required. In particular, the double-angle evaporation and lift-off techniques used for current, state-of-the art superconducting qubits are generally incompatible with modern day manufacturable processes. Here, we demonstrate a fully CMOS compatible qubit fabrication method, and show results from overlap Josephson junction devices with long coherence and relaxation times, on par with the state-of-the-art. We experimentally verify that Argon milling - the critical step during junction fabrication - and a subtractive etch process nevertheless result in qubits with average qubit energy relaxation times T1 reaching 70 $\mu$s, with maximum values exceeding 100 $\mu$s. Furthermore, we show that our results are still limited by surface losses and not, crucially, by junction losses. The presented fabrication process therefore heralds an important milestone towards a manufacturable 300 mm CMOS process for high-coherence superconducting qubits and has the potential to advance the scaling of superconducting device architectures.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットプラットフォームは、実用的な量子コンピュータへの競争において、常に大きなスケールに向かって成熟するにつれて、プロセス制御の欠如による量子ビットの不均一性による制限が明らかになる。 産業規模のCMOS製造設備における高度なプロセス制御の利点を享受するためには、異なる処理方法が必要である。 特に、現在の最先端の超伝導量子ビットに用いられる二重角蒸発・リフトオフ技術は、現代の製造可能なプロセスとは相容れない。 そこで本研究では,完全cmos互換量子ビット作製法を実証し,コヒーレンスと緩和時間の長い重なりジョセフソン接合デバイスと最先端技術と同等の結果を示す。 我々は,アルゴンミリングが接合形成における重要なステップであり,それにもかかわらず,平均量子ビットエネルギー緩和時間 t1 が 70 $\mu$s に達し,最大値が 100 $\mu$s を超える量子ビットが得られることを実験的に検証した。 さらに,本研究の結果は表面損失によって制限されるだけでなく,接合損失によっても制限されることを示した。 したがって、提案する製造プロセスは、300mmcmosプロセスによる高コヒーレンス超伝導量子ビットへの重要なマイルストーンとなり、超伝導デバイスアーキテクチャのスケーリングを前進させる可能性を秘めている。

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