論文の概要: Low-loss Millimeter-wave Resonators with an Improved Coupling Structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01670v1
• Date: Fri, 3 Nov 2023 02:26:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-06 15:21:54.030538
• Title: Low-loss Millimeter-wave Resonators with an Improved Coupling Structure
• Title（参考訳）: 結合構造を改良した低損失ミリ波共振器
• Authors: Alexander Anferov, Shannon P. Harvey, Fanghui Wan, Jonathan Simon and David I. Schuster
• Abstract要約: 14GHz以上の0.5dB効率で矩形導波路と平面スロットライン導波路を結合するテーパ状遷移構造の開発と特徴付けを行う。 共振器を放射損失から切り離すことで、単光子品質の105ドル以上を継続的に達成し、2レベルの損失限は106ドルを超えます。 これらの値は、Wバンドで以前報告されたものより4～5倍高く、典型的な平面マイクロ波デバイスに近い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.138248746162034
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Millimeter-wave superconducting resonators are a useful tool for studying quantum device coherence in a new frequency domain. However, improving resonators is difficult without a robust and reliable method for coupling millimeter-wave signals to 2D structures. We develop and characterize a tapered transition structure coupling a rectangular waveguide to a planar slotline waveguide with better than 0.5 dB efficiency over 14 GHz, and use it to measure ground-shielded resonators in the W band (75-110 GHz). Having decoupled the resonators from radiative losses, we consistently achieve single-photon quality factors above $10^5$, with a two-level-system loss limit above $10^6$, and verify the effectiveness of oxide removal treatments to reduce loss. These values are 4-5 times higher than those previously reported in the W band, and much closer to typical planar microwave devices, demonstrating the potential for low-loss on-chip millimeter wave quantum technology.
• Abstract（参考訳）: ミリ波超伝導共振器は、量子デバイスコヒーレンスを新しい周波数領域で研究するのに有用である。 しかし、ミリ波信号を2次元構造に結合する堅牢で信頼性の高い手法がなければ、共振器の改善は困難である。 矩形導波路と平面スロットライン導波路を結合したテープ状遷移構造を14GHz以上の0.5dB効率で開発し,それをW帯(75-110GHz)の地中シールド共振器の測定に用いる。 共振器を放射損失から分離し, 単一光子品質係数を10^5$以上, 2レベル損失限界を10^6$以上と一貫して達成し, 酸化物除去処理の有効性を検証することで損失を低減した。 これらの値は、wバンドで報告された値よりも4-5倍高く、典型的な平面マイクロ波デバイスにかなり近く、低損失のオンチップミリ波量子技術の可能性を示している。

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