論文の概要: Unraveling the role of disorderness in superconducting materials on
qubit coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.06621v2
- Date: Thu, 23 Nov 2023 03:21:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 03:04:07.381376
- Title: Unraveling the role of disorderness in superconducting materials on
qubit coherence
- Title（参考訳）: 量子コヒーレンスにおける超伝導材料の不規則性の役割の解明
- Authors: Ran Gao, Feng Wu, Hantao Sun, Jianjun Chen, Hao Deng, Xizheng Ma,
Xiaohe Miao, Zhijun Song, Xin Wan, Fei Wang, Tian Xia, Make Ying, Chao Zhang,
Yaoyun Shi, Hui-Hai Zhao, Chunqing Deng
- Abstract要約: 本研究では, チタン-アルミニウム-窒化物からなる超インダクタを用いたフラキソニウム量子ビットの最初の, 体系的な評価を行った。
その結果, 1/f$のフラックスノイズは, フラックスフラストレーション点の周囲のクビットのデコヒーレンスを支配しており, 材料障害と強く相関していることが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.656495634900356
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Introducing disorderness in the superconducting materials has been considered
promising to enhance the electromagnetic impedance and realize noise-resilient
superconducting qubits. Despite a number of pioneering implementations, the
understanding of the correlation between the material disorderness and the
qubit coherence is still developing. Here, we demonstrate the first and a
systematic characterization of fluxonium qubits with the superinductors made
from titanium-aluminum-nitride with varied disorderness. From qubit noise
spectroscopy, the flux noise and the dielectric loss are extracted as a measure
of the coherence properties. Our results reveal that the $1/f$ flux noise
dominates the qubit decoherence around the flux-frustration point, strongly
correlated with the material disorderness; while the dielectric loss remains
low under a wide range of material properties. From the flux-noise amplitudes,
the areal density ($\sigma$) of the phenomenological spin defects and material
disorderness are found to be approximately correlated by $\sigma \propto
\rho_{xx}^3$, or effectively $(k_F l)^{-3}$. This work has provided new
insights on the origin of decoherence channels within superconductors, and
could serve as a useful guideline for material design and optimization.
- Abstract（参考訳）: 超伝導材料の障害導入は、電磁インピーダンスの向上と耐雑音性超伝導量子ビットの実現に期待されている。
多くの先駆的な実装にもかかわらず、物質障害とキュービットコヒーレンスとの相関の理解はまだ発展途上である。
ここでは, チタン-窒化アルミニウム-窒化チタン製スーパーインダクタを用いたフラクソニウム量子ビットの最初の, 体系的特性を示す。
クビット雑音スペクトルから、コヒーレンス特性の指標としてフラックスノイズと誘電損失を抽出する。
その結果, 1/f$のフラックスノイズはフラックスフラストレーション点付近のクビットのデコヒーレンスを支配しており, 誘電体損失は幅広い材料特性下では低いが, 材料障害と強く相関していることがわかった。
フラックスノイズ振幅から, 現象的スピン欠陥のアラル密度(\sigma$)と材料障害は, $\sigma \propto \rho_{xx}^3$, あるいは有効$(k_F l)^{-3}$とほぼ相関していることがわかった。
この研究は超伝導体内のデコヒーレンスチャネルの起源に関する新たな洞察を与え、材料設計と最適化のための有用なガイドラインとして役立った。
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