論文の概要: Suppression of quasiparticle poisoning in transmon qubits by gap engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.02655v1
• Date: Wed, 6 Sep 2023 01:59:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-07 17:05:59.071725
• Title: Suppression of quasiparticle poisoning in transmon qubits by gap engineering
• Title（参考訳）: gapエンジニアリングによるトランスモンキュービットにおける準粒子中毒の抑制
• Authors: Plamen Kamenov, Thomas DiNapoli, Michael Gershenson, and Srivatsan Chakram
• Abstract要約: 超伝導量子ビットにおけるジョセフソン接合の非弾性準粒子トンネルは、デコヒーレンスと刺激励起をもたらす。 我々は、Al系トランペット量子ビットにおける低エネルギー準粒子のトンネル化を抑制するために「ギャップエンジニアリング」を用いる。 QPトンネルの抑制はまた、クォービットエネルギー緩和率の低下をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The performance of various superconducting devices operating at ultra-low temperatures is impaired by the presence of non-equilibrium quasiparticles. Inelastic quasiparticle (QP) tunneling across Josephson junctions in superconducting qubits results in decoherence and spurious excitations and, notably, can trigger correlated errors that severely impede quantum error correction. In this work, we use "gap engineering" to suppress the tunneling of low-energy quasiparticles in Al-based transmon qubits, a leading building block for superconducting quantum processors. By implementing potential barriers for QP, we strongly suppress QP tunneling across the junction and preserve charge parity for over $10^3$ seconds. The suppression of QP tunneling also results in a reduction in the qubit energy relaxation rates. The demonstrated approach to gap engineering can be easily implemented in all Al-based circuits with Josephson junctions.
• Abstract（参考訳）: 超低温で動作する様々な超伝導デバイスの性能は、非平衡準粒子の存在によって損なわれる。 超伝導量子ビットにおけるジョセフソン接合の非弾性準粒子(QP)トンネルはデコヒーレンスと急激な励起をもたらし、特に量子誤差の補正を著しく阻害する相関誤差を引き起こす。 本研究は, 超伝導量子プロセッサの主要な構成要素であるal-based transmon qubitsにおける低エネルギー準粒子のトンネル化を抑制するためにgap engineeringを用いる。 QPの潜在的な障壁を実装することにより、接続点を横断するQPトンネルを強く抑制し、電荷パリティを10^3$秒以上保持する。 QPトンネルの抑制はまた、クォービットエネルギー緩和率の低下をもたらす。 ギャップエンジニアリングに対する実証されたアプローチは、ジョセフソン接合を持つ全てのAl系回路で容易に実装できる。

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