論文の概要: Shape optimization of superconducting transmon qubit for low surface dielectric loss

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.14159v1
• Date: Fri, 25 Nov 2022 15:03:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-17 20:42:31.101449
• Title: Shape optimization of superconducting transmon qubit for low surface dielectric loss
• Title（参考訳）: 低表面誘電損失に対する超伝導トランスモン量子ビットの形状最適化
• Authors: Sungjun Eun, Seong Hyeon Park, Kyungsik Seo, Kibum Choi and Seungyong Hahn
• Abstract要約: 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$が約21.6%増加した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1228750845630484
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Surface dielectric loss of superconducting transmon qubit is believed as one of the dominant sources of decoherence. Reducing surface dielectric loss of superconducting qubit is known to be a great challenge for achieving high quality factor and a long relaxation time ($T_{1}$). Changing the geometry of capacitor pads and junction wire of transmon qubit makes it possible to engineer the surface dielectric loss. In this paper, we present the shape optimization approach for reducing Surface dielectric loss in transmon qubit. The capacitor pad and junction wire of the transmon qubit are shaped as spline curves and optimized through the combination of the finite-element method and global optimization algorithm. Then, we compared the surface participation ratio, which represents the portion of electric energy stored in each dielectric layer and proportional to two-level system (TLS) loss, of optimized structure and existing geometries to show the effectiveness of our approach. The result suggests that the participation ratio of capacitor pad, and junction wire can be reduced by 16% and 26% compared to previous designs through shape optimization, while overall footprint and anharmonicity maintain acceptable value. As a result, the TLS-limited quality factor and corresponding $T_{1}$ were increased by approximately 21.6%.
• Abstract（参考訳）: 超伝導トランスモン量子ビットの表面誘電損失はデコヒーレンスの主要な源の1つであると考えられている。 超伝導量子ビットの表面誘電損失の低減は、高品質な係数と長い緩和時間(t_{1}$)を達成するための大きな課題である。 コンデンサパッドとトランスモンキュービットのジャンクションワイヤの形状を変えることで、表面誘電損失を工学することができる。 本稿では,トランスモン量子ビットにおける表面誘電損失低減のための形状最適化手法を提案する。 トランスモンキュービットのコンデンサパッドとジャンクションワイヤはスプライン曲線として形成され、有限要素法と大域最適化アルゴリズムの組み合わせにより最適化される。 次に,各誘電体層に蓄えられた電気エネルギーの一部を表わし,二段階系(tls)損失に比例する表面参加比を最適化構造と既存ジオメトリを用いて比較し,本手法の有効性を示す。 その結果, キャパシタパッドと接合ワイヤの参加率は, 形状最適化により従来の設計に比べて16%, 26%減少し, 全体のフットプリントとアンハーモニシティは許容値を維持していることがわかった。 その結果、TLS制限品質係数とそれに対応するT_{1}$は約21.6%増加した。

関連論文リスト

• 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)
• 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)
• 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 vacuum gap transmon qubits: Selective and sensitive probes for superconductor surface losses [0.0]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-28T16:02:08Z)
• Measurement of the Low-temperature Loss Tangent of High-resistivity Silicon with a High Q-factor Superconducting Resonator [58.720142291102135]
  温度70mKから1Kの範囲で高比抵抗(100)シリコンウェハの直接損失タンジェント測定を行った。 この測定は, 高温超伝導ニオブ共振器を利用した技術を用いて行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-19T20:13:07Z)
• Optimal design of a superconducting transmon qubit with tapered wiring [0.0]
  したがって、公式は損失を正確に予測し、qubitレイアウトを最適化するために使用することができる。 表面の損失のかなりの部分はジョセフソン接合とクビットコンデンサを接続する小さなワイヤから来ている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-04T06:13:14Z)
• In-situ bandaged Josephson junctions for superconducting quantum processors [101.18253437732933]
  シャドウ蒸発は、超伝導量子ビット(ジョセフソン接合)の鍵要素をマイクロファブリケートするために一般的に用いられる。 ここでは, サブミクロサイズのジョセフソン接合部と包帯層を単一リソグラフィー工程で作製できる改良されたシャドウ蒸発法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-05T11:08:09Z)
• Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
  トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z)
• Comparison of Dielectric Loss in Titanium Nitride and Aluminum Superconducting Resonators [45.82374977939355]
  損失誘電体は超伝導量子回路におけるデコヒーレンスの重要な原因である。 我々は、共振器品質因子に対する特定の誘電体領域の寄与をアクセントする等方的にトレッチされた共振器を作製する。 本研究では, 各TiN共振器形状の品質係数を, 後処理水酸化水素エッチング(HF)エッチングで評価し, 基板-空気界面の損失を低減した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-14T20:20:22Z)
• Effects of device geometry and material properties on dielectric losses in superconducting coplanar-waveguide resonators [0.0]
  超伝導コプラナー導波管(CPW)共振器は、回路量子力学(cQED)において鍵となる装置の1つである CPW共振器の2レベル品質係数と共振周波数の測定値と損失シミュレーションを組み合わせる手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-28T15:26:41Z)
• Analytical modeling of participation reduction in superconducting coplanar resonator and qubit designs through substrate trenching [0.0]
  コプラナー導波路と量子ビットの誘電損失低減戦略 コンフォーマルマッピング技術は、基板トレンチを使わずに変換されたCPWとキュービットのジオメトリを生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-30T16:57:44Z)

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。