論文の概要: Compact vacuum gap transmon qubits: Selective and sensitive probes for
superconductor surface losses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.14104v3
- Date: Mon, 11 Jul 2022 19:12:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 10:03:50.139284
- Title: Compact vacuum gap transmon qubits: Selective and sensitive probes for
superconductor surface losses
- Title（参考訳）: 小型真空ギャップトランスモン量子ビット : 超伝導表面損失の選択的・感度プローブ
- Authors: M. Zemlicka, E. Redchenko, M. Peruzzo, F. Hassani, A. Trioni, S.
Barzanjeh, J. M. Fink
- Abstract要約: 最先端のトランスモン量子ビットは、そのコヒーレンスを体系的に改善する大きなコンデンサに依存している。
トランスモン量子ビットのサイズは36$×399$m$2$と$gtrsim$100 nmワイド真空ギャップコンデンサを提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: State-of-the-art transmon qubits rely on large capacitors which
systematically improves their coherence due to reduced surface loss
participation. However, this approach increases both the footprint and the
parasitic cross-coupling and is ultimately limited by radiation losses - a
potential roadblock for scaling up quantum processors to millions of qubits. In
this work we present transmon qubits with sizes as low as 36$ \times $39$
\mu$m$^2$ with $\gtrsim$100 nm wide vacuum gap capacitors that are
micro-machined from commercial silicon-on-insulator wafers and shadow
evaporated with aluminum. After the release in HF vapor we achieve a vacuum
participation ratio up to 99.6\% in an in-plane design that is compatible with
standard coplanar circuits. Qubit relaxation time measurements for small gaps
with high vacuum electric fields of up to 22 V/m reveal a double exponential
decay indicating comparably strong coupling to long-lived two-level-systems
(TLS). The exceptionally high selectivity of $>$20 dB to the
superconductor-vacuum surface allows to precisely back out the
sub-single-photon dielectric loss tangent of aluminum oxide exposed to ambient
conditions. In terms of future scaling potential we achieve a qubit quality
factor by footprint area of $20 \mu \mathrm{s}^{-2}$, which is on par with the
highest $T_1$ devices relying on larger geometries and expected to improve
substantially for lower loss superconductors like NbTiN, TiN or Ta.
- Abstract（参考訳）: 最先端のトランスモン量子ビットは大きなコンデンサに依存しており、表面損失の減少によるコヒーレンスを体系的に改善している。
しかし、このアプローチはフットプリントと寄生クロスカップリングの両方を増加させ、最終的には放射損失によって制限される。
本研究では, 市販シリコンオン絶縁体ウエハとアルミニウムで蒸発したシャドウをマイクロ加工した広真空ギャップコンデンサを用いて, 36$ \times $39$ \mu$m$^2$と$\gtrsim$100 nmのトランスモン量子ビットを提示する。
hf蒸気の放出後、標準的なコプラナー回路と互換性のある平面内設計において、真空参加比を99.6\%まで達成する。
真空電場が最大22 V/mの小さなギャップに対する量子緩和時間測定は、長寿命の2レベル系(TLS)との可分に強い結合を示す二重指数崩壊を示す。
超伝導体-真空表面への20db以下の極めて高い選択性は、環境条件に曝露した酸化アルミニウムの単光子誘電損失を正確にバックアウトすることができる。
将来のスケーリングポテンシャルの面では、フットプリント面積が20 \mu \mathrm{s}^{-2}$で、T_1$デバイスがより大きなジオメトリーに依存し、NbTiN、TiN、Taなどの低損失超伝導体に対して大幅に改善されることが期待されている。
関連論文リスト
- Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Wiring surface loss of a superconducting transmon qubit [0.0]
トランスモン量子ビットの表面損失の50%以上はジョセフソン接合配線から得られることを示す。
6つの可変浮動小数点量子ビットを作製し、配線設計最適化により最大20%のクビット品質係数の改善を実験的に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-28T13:59:41Z) - Shape optimization of superconducting transmon qubit for low surface
dielectric loss [1.1228750845630484]
トランスモン量子ビットにおける表面誘電損失を低減するための形状最適化手法を提案する。
トランスモン量子ビットのコンデンサパッドとジャンクションワイヤはスプライン曲線として形成され、有限要素法と大域最適化アルゴリズムの組み合わせにより最適化される。
その結果、TLS制限品質係数と対応するT_1$が約21.6%増加した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-25T15:03:43Z) - Silicide-based Josephson field effect transistors for superconducting
qubits [0.0]
代替の「ゲートモン」量子ビットが最近登場し、これはハイブリッド超伝導/半導体(S/Sm)デバイスをゲート調整されたジョセフソン接合として使用している。
拡張性のあるゲートモン設計はCMOS Josephson Field-Effect Transistors を調整可能な弱いリンクとして作成することができる。
シリコンベースのトランジスタにおけるアンドリーフ電流のゲート変調は、完全にCMOS化された超伝導量子コンピュータへのステップを表している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:00:03Z) - Enhancing the Coherence of Superconducting Quantum Bits with Electric
Fields [62.997667081978825]
印加された直流電界を用いて、クォービット共鳴から外れた欠陥を調整することにより、クビットコヒーレンスを向上させることができることを示す。
また、超伝導量子プロセッサにおいて局所ゲート電極をどのように実装し、個々の量子ビットの同時コヒーレンス最適化を実現するかについても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T16:18:30Z) - A first-principles calculation of electron-phonon interactions for the
$\text{C}_2\text{C}_\text{N}$ and $\text{V}_\text{N}\text{N}_\text{B}$
defects in hexagonal boron nitride [52.77024349608834]
2次元ヘキサゴナル窒化ホウ素(h-BN)の量子放出体は大きな関心を集めている。
室温におけるh-BNフレークから放出されるフーリエ変換(FT)制限光子の最近の観測
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-28T23:31:38Z) - Precision measurement of the microwave dielectric loss of sapphire in
the quantum regime with parts-per-billion sensitivity [50.591267188664666]
誘電損失は、最先端の超伝導量子ビット寿命を制限することが知られている。
最近の実験は、バルク誘電体損失接地における1ビリオンあたりの部品100ドルという上限を示唆している。
我々は, バルク誘電体損失を10億ドル当たり5ドル分の感度で分離, 解消できる測定法を考案した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-29T00:14:11Z) - Compact superconducting microwave resonators based on Al-AlOx-Al
capacitor [56.00511651498414]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-17T20:11:53Z) - Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials [2.86962140979607]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-07T02:31:07Z) - Hexagonal Boron Nitride (hBN) as a Low-loss Dielectric for
Superconducting Quantum Circuits and Qubits [40.57432059394399]
マイクロ波周波数での損失の低い誘電体は、高コヒーレンスな固体量子コンピューティングプラットフォームにとって必須である。
ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)薄膜のマイクロ波中での誘電損失について検討した。
我々はhBN PPCとアルミニウムジョセフソン接合を統合し、コヒーレンス時間25$mu$sのトランモン量子ビットを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-31T18:00:06Z) - Coherent superconducting qubits from a subtractive junction fabrication
process [48.7576911714538]
ジョセフソントンネル接合は、量子ビットを含むほとんどの超伝導電子回路の中心である。
近年、サブミクロンスケールの重なり合う接合が注目されている。
この研究は、高度な材料と成長プロセスによるより標準化されたプロセスフローへの道を開き、超伝導量子回路の大規模製造において重要なステップとなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-30T14:52:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。