論文の概要: Improving Josephson junction reproducibility for superconducting quantum
circuits: junction area fluctuation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15293v1
- Date: Thu, 27 Oct 2022 10:00:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 08:23:01.444590
- Title: Improving Josephson junction reproducibility for superconducting quantum
circuits: junction area fluctuation
- Title（参考訳）: 超伝導量子回路のジョセフソン接合再現性の向上:接合領域のゆらぎ
- Authors: A.A. Pishchimova, N.S. Smirnov, D.A. Ezenkova, E.A. Krivko, E.V.
Zikiy, D.O. Moskalev, A.I. Ivanov, N.D. Korshakov, I.A. Rodionov
- Abstract要約: ジョセフソン超伝導量子ビットとパラメトリック増幅器は超伝導量子回路の顕著な例である。
ジョセフソン接合の臨界電流$I_c$変動は、最も重要な電気パラメータとして最小化する必要がある。
ジョセフソン接合の加工工程を最適化し、9.8-4.4%および4.8-2.3%の抵抗変動を2,2時間22$mm2$および5times10$mm2$チップ領域で示す。
- 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: Josephson superconducting qubits and parametric amplifiers are prominent
examples of superconducting quantum circuits that have shown rapid progress in
recent years. With the growing complexity of such devices, the requirements for
reproducibility of their electrical properties across a chip have become
stricter. Thus, the critical current $I_c$ variation of the Josephson junction,
as the most important electrical parameter, needs to be minimized. Critical
current, in turn, is related to normal-state resistance the Ambegaokar-Baratoff
formula, which can be measured at room temperature. Here, we focus on the
dominant source of Josephson junction critical current non-uniformity junction
area variation. We optimized Josephson junctions fabrication process and
demonstrate resistance variation of $9.8-4.4\%$ and $4.8-2.3\%$ across
$22{\times}22$ $mm^2$ and $5{\times}10$ $mm^2$ chip areas, respectively. For a
wide range of junction areas from $0.008$ ${\mu}m^2$ to $0.12$ ${\mu}m^2$ we
ensure a small linewidth standard deviation of $4$ $nm$ measured over 4500
junctions with linear dimensions from $80$ to $680$ $nm$. The developed process
was tested on superconducting highly coherent transmon qubits $(T_1 >
100\:{\mu}s)$ and a nonlinear asymmetric inductive element parametric
amplifier.
- Abstract（参考訳）: ジョセフソン超伝導量子ビットとパラメトリック増幅器は、近年急速に進歩した超伝導量子回路の顕著な例である。
このような装置の複雑さが増すにつれ、チップ間の電気的特性の再現性に対する要求はより厳しくなっている。
したがって、最も重要な電気的パラメータであるジョセフソン接合の臨界電流 $i_c$ 変動を最小化する必要がある。
臨界電流は、室温で測定できるアンベガオカー・バラトフ公式(ambegaokar-baratoff formula)の正常状態抵抗と関連している。
ここでは、ジョセフソン接合臨界電流非一様接合領域のばらつきの主源に焦点をあてる。
我々はジョセフソン接合の加工工程を最適化し、それぞれ9.8-4.4 %$と4.8-2.3 %$の抵抗変動を22ドル$mm^2$と5ドル$mm^2$のチップ領域で示す。
幅広いジャンクション領域に対して、$0.008$${\mu}m^2$から$0.12$$${\mu}m^2$は、線形次元が$80$から680$$$nm$の4500ジャンクション上の小さな直線幅標準偏差を4,500ドルで保証する。
開発プロセスは, 超伝導高コヒーレントトランスモン量子ビット$(T_1 > 100\:{\mu}s)$および非線形非対称誘導素子パラメトリック増幅器で試験された。
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