論文の概要: Quasiparticle effects in magnetic-field-resilient 3D transmons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03351v1
- Date: Tue, 5 Mar 2024 22:37:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 16:43:58.347425
- Title: Quasiparticle effects in magnetic-field-resilient 3D transmons
- Title（参考訳）: 磁場-弾性3Dトランスモンにおける準粒子効果
- Authors: J. Krause, G. Marchegiani, L. M. Janssen, G. Catelani, Yoichi Ando,
and C. Dickel
- Abstract要約: 本研究では, 面内界0.41Tまでの弾性体3Dトランスモンのパリティスイッチング時間の測定を行った。
超伝導ギャップ非対称性が観測行動において重要な役割を果たすことを示す。
我々は、Al-AlO$_x$-Al JJsが、位相量子ビットのパリティ読み出しと操作のためにアーキテクチャで使用できることを証明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent research shows that quasiparticle-induced decoherence of
superconducting qubits depends on the superconducting-gap asymmetry originating
from the different thicknesses of the top and bottom films in Al/AlO$_x$/Al
junctions. Magnetic field is a key tuning knob to investigate this dependence
as it can change the superconducting gaps in situ. We present measurements of
the parity-switching time of a field-resilient 3D transmon with in-plane field
up to 0.41T. At low fields, small parity splitting requires qutrit pulse
sequences for parity measurements. We measure a non-monotonic evolution of the
parity lifetime with in-plane magnetic field, increasing up to 0.2T, followed
by a decrease at higher fields. We demonstrate that the superconducting-gap
asymmetry plays a crucial role in the observed behavior. At zero field, the
qubit frequency is nearly resonant with the superconducting-gap difference,
favoring the energy exchange with the quasiparticles and so enhancing the
parity-switching rate. With a higher magnetic field, the qubit frequency
decreases and gets detuned from the gap difference, causing the initial
increase of the parity lifetime, while photon-assisted qubit transitions
increase, producing the subsequent decrease at higher fields. Besides giving a
deeper insight into the parity-switching mechanism in conventional transmon
qubits, we establish that Al-AlO$_x$-Al JJs could be used in architectures for
the parity-readout and manipulation of topological qubits based on Majorana
zero modes.
- Abstract（参考訳）: 最近の研究は、al/alo$_x$/al接合における上層および下層膜の厚さが異なることから生じる超伝導ギャップ非対称性に準粒子誘起の量子ビットのデコヒーレンスが依存することを示した。
磁場は超伝導ギャップをその場で変化させることができるため、この依存性を調べるための重要なチューニングノブである。
本研究では, 面内界0.41Tまでの3Dトランスモンのパリティ切替時間の測定を行った。
低磁場では、パリティ測定のために小さなパリティ分割はクォートパルスシーケンスを必要とする。
我々は、平面内磁場によるパリティ寿命の非単調な進化を計測し、0.2Tまで増加し、高い磁場で減少する。
超伝導ギャップ非対称性が観測行動において重要な役割を果たすことを示す。
磁場ゼロでは、量子ビット周波数は超伝導ギャップ差とほぼ共鳴し、準粒子とのエネルギー交換を好んでパリティスイッチング率を高める。
磁場が高くなると、クビット周波数は減少し、ギャップ差から脱離し、パリティ寿命が初期的に増加する一方、フォトンアシストクビット遷移は増加し、その後の高磁場での減少が生じる。
従来のトランスモンキュービットのパリティ切替機構についてより深い洞察を与えるとともに、al-alo$_x$-al jjsをマヨラナゼロモードに基づいたトポロジカルキュービットのパリティ読み出しと操作のためにアーキテクチャで使用できることを確立した。
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