論文の概要: Niobium coaxial cavities with internal quality factors exceeding 1.5 billion for circuit quantum electrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00286v1
• Date: Fri, 1 Mar 2024 05:07:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-05 18:04:32.327089
• Title: Niobium coaxial cavities with internal quality factors exceeding 1.5 billion for circuit quantum electrodynamics
• Title（参考訳）: 回路量子力学における内部品質因子が15億を超えるニオブ同軸キャビティ
• Authors: Andrew E. Oriani, Fang Zhao, Tanay Roy, Alexander Anferov, Kevin He, Ankur Agrawal, Riju Banerjee, Srivatsan Chakram, and David I. Schuster
• Abstract要約: ニオブやタンタルのようなグループV材料は、回路量子電磁力学(cQED)プラットフォームの性能を拡大するための一般的な選択肢となっている。 ニオブの複雑な表面化学は、ミリケルビン温度と単光子パワーにおいてデコヒーレンスの主要なモードの同定を困難にする。 ニオブ同軸4次波キャビティを用いて,エッチング化学の影響,大気暴露の長期化,キャビティ前後の空洞環境の意義について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.74682733310708
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Group-V materials such as niobium and tantalum have become popular choices for extending the performance of circuit quantum electrodynamics (cQED) platforms allowing for quantum processors and memories with reduced error rates and more modes. The complex surface chemistry of niobium however makes identifying the main modes of decoherence difficult at millikelvin temperatures and single-photon powers. We use niobium coaxial quarter-wave cavities to study the impact of etch chemistry, prolonged atmospheric exposure, and the significance of cavity conditions prior to and during cooldown, in particular niobium hydride evolution, on single-photon coherence. We demonstrate cavities with quality factors of $Q_{\rm int}\gtrsim 1.4\times10^{9}$ in the single-photon regime, a $15$ fold improvement over aluminum cavities of the same geometry. We rigorously quantify the sensitivity of our fabrication process to various loss mechanisms and demonstrate a $2-4\times$ reduction in the two-level system (TLS) loss tangent and a $3-5\times$ improvement in the residual resistivity over traditional BCP etching techniques. Finally, we demonstrate transmon integration and coherent cavity control while maintaining a cavity coherence of \SI{11.3}{ms}. The accessibility of our method, which can easily be replicated in academic-lab settings, and the demonstration of its performance mark an advancement in 3D cQED.
• Abstract（参考訳）: ニオブやタンタルといったグループvの材料は、回路量子電磁力学(cqed)プラットフォームの性能を延ばすことで、エラーレートの低減やモードの増大が可能な量子プロセッサやメモリを可能にする。 しかし、ニオブの複雑な表面化学は、ミリケルビン温度と単光子パワーで脱コヒーレンスの主要なモードを特定することを困難にする。 我々は, ニオブ同軸準波キャビティを用いて, エッチング化学, 大気暴露の長期化, 冷却前後の空洞環境, 特に水酸化ニオブの進化が単一光子コヒーレンスに与える影響について検討した。 単一光子状態でq_{\rm int}\gtrsim 1.4\times10^{9}$という品質因子を持つキャビティを実演し、同じ形状のアルミニウムキャビティを15ドル改善した。 我々は, 製造プロセスの感度を様々な損失機構に厳密に定量化し, 従来のBCPエッチング技術よりも2レベル損失タンジェント (TLS) の2～4倍の低減と3～5倍の残留抵抗率の改善を実証した。 最後に,si{11.3}{ms}のキャビティコヒーレンスを維持しながら,トランスモン積分とコヒーレントキャビティ制御を示す。 学術的な環境下で容易に再現できる手法のアクセシビリティと,その性能の実証は,3D cQEDの進歩を示している。

関連論文リスト

• Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。 我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。 我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z)
• Microwave-based quantum control and coherence protection of tin-vacancy spin qubits in a strain-tuned diamond membrane heterostructure [54.501132156894435]
  ダイヤモンド中のスズ空孔中心(SnV)は、1.7Kで望ましい光学特性とスピン特性を持つ有望なスピン光子界面である。 我々は、これらの課題を克服する新しいプラットフォームを導入する。SnVは、一様に歪んだ薄いダイヤモンド膜の中心である。 結晶ひずみの存在は温度依存性の劣化を抑え、コヒーレンス時間を4Kで223ドルまで改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-21T21:40:21Z)
• Studying chirality imbalance with quantum algorithms [62.997667081978825]
  我々は(1+1)次元ナムブ・ジョナ・ラシニオ(NJL)モデルを用いて、強相互作用物質のキラル相構造とキラル電荷密度を研究する。 量子想像時間進化法 (QITE) を用いて, 格子上の (1+1) 次元NJLモデルを温度$T$, 化学ポテンシャル$mu$, $mu_5$でシミュレートする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-06T17:12:33Z)
• Deterministic Laser Writing of Spin Defects in Nanophotonic Cavities [0.0]
  既存の欠陥生成プロセスは、リアルタイムな欠陥キャビティ特性を阻害する。 ナノ秒パルス上バンドギャップレーザーを用いた共振器一体型スピン欠陥の直接レーザーライティングを実演した。 このリアルタイムな局所的欠陥形成法は、空洞積分された欠陥スピンの実証と組み合わせて、量子ネットワークにおける工学的空洞-エミッタ結合の重要なステップとなる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-01T03:11:55Z)
• Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials [2.86962140979607]
  量子コンピュータは、特定の計算タスクにおいて古典的なコンピュータに対して指数的なスピードアップを達成できる可能性がある。 これらの量子ビットは、損失を抑制するために大きなコンデンサ電極を必要とするため、大きなフットプリントを持つ。 ここでは、ファンデルワールス材料(vdW)の独特な性質を利用して、キュービット面積を減少させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-07T02:31:07Z)
• Intrinsic mechanisms for drive-dependent Purcell decay in superconducting quantum circuits [68.8204255655161]
  キャビティ・クビット・デチューニングは,多種多様な設定において,非ゼロフォトニック集団がクビット崩壊パーセルを増大または減少させるか否かを制御している。 本手法は,ケディシュによるシステム処理の知見とリンドブラッド理論を組み合わせたものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:21:31Z)
• Enhanced coherence of all-nitride superconducting qubits epitaxially grown on silicon substrate [2.3180219011095327]
  シリコン基板上のNbN/AlN/NbNエピタキシャルジョセフソン接合をベースとした超伝導量子ビットを開発した。 全窒化物量子ビットは、酸化に対する化学的安定性のような大きな利点を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-13T13:03:17Z)
• Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform [47.50219326456544]
  超高機械的安定性を示すクローズドサイクルクライオスタット内に繊維ベースのオープンファブリ・ペロトキャビティを示す。 この一連の結果は,低温空洞QED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-09T18:41:48Z)

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。