論文の概要: Compact superconducting microwave resonators based on Al-AlOx-Al capacitor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.09592v2
• Date: Fri, 12 May 2023 12:40:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-15 16:42:01.574014
• Title: Compact superconducting microwave resonators based on Al-AlOx-Al capacitor
• Title（参考訳）: Al-AlOx-Alコンデンサを用いた小型超伝導マイクロ波共振器
• Authors: Julia Zotova, Rui Wang, Alexander Semenov, Yu Zhou, Ivan Khrapach, Akiyoshi Tomonaga, Oleg Astafiev and Jaw-Shen Tsai
• Abstract要約: アルミニウム(mathrmAl/AlO_x/Al$)パラレルプレートコンデンサをベースとした共振器。 共振器のサイズは 0.04$mathrmmm2$ で、これはコプラナー共振器の典型的な大きさより1桁小さい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 56.00511651498414
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We address the scaling-up problem for superconducting quantum circuits by using lumped-element resonators based on an alternative fabrication method of aluminum -- aluminum oxide -- aluminum ($\mathrm{Al/AlO_x/Al}$) parallel-plate capacitors. The size of the resonators is only 0.04~$\mathrm{mm^2}$, which is more than one order smaller than the typical size of coplanar resonators (1~$\mathrm{mm^2}$). The fabrication method we developed easily fits into the standard superconducting qubits fabrication process. We have obtained capacitance per area 14~fF/$\mathrm{\mu m^2}$ and the internal quality factor $\mathrm{1\times 10^3 - 8\times 10^3}$ at the single-photon level. Our results show that such devices based on $\mathrm{Al/AlO_x/Al}$ capacitors could be further applied to the qubit readout scheme, including resonators, filters, amplifiers, as well as microwave metamaterials and innovative types of qubits, such as $0-\pi$ qubit.
• Abstract（参考訳）: アルミニウム-酸化アルミニウム-アルミニウム-(\mathrm{Al/AlO_x/Al}$)パラレルプレートコンデンサの代替製法に基づくラム素子共振器を用いた超伝導量子回路のスケールアップ問題に対処する。 共振器のサイズは0.04〜$\mathrm{mm^2}$であり、これはコプラナー共振器の典型的なサイズ(1〜$$\mathrm{mm^2}$)よりも1桁小さい。 開発した製造法は, 標準的な超伝導量子ビット製造プロセスに容易に適合する。 14~ff/$\mathrm{\mu m^2}$と内部品質係数$\mathrm{1\times 10^3 - 8\times 10^3}$を単光子レベルで求めた。 その結果,$\mathrm{al/alo_x/al}$コンデンサに基づくデバイスは,共振器,フィルタ,増幅器,マイクロ波メタマテリアル,および0-\pi$ qubitなどの革新的なタイプの量子ビットの読み出し方式にもさらに適用できることがわかった。

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