論文の概要: Minimizing Kinetic Inductance in Tantalum-Based Superconducting Coplanar Waveguide Resonators for Alleviating Frequency Fluctuation Issues

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02955v1
• Date: Sun, 5 May 2024 14:49:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-07 17:30:59.365911
• Title: Minimizing Kinetic Inductance in Tantalum-Based Superconducting Coplanar Waveguide Resonators for Alleviating Frequency Fluctuation Issues
• Title（参考訳）: タンタル系超電導導波管共振器の周波数変動問題軽減のための動インダクタンス最小化
• Authors: Dengfeng Li, Jingjing Hu, Yuan Li, Shuoming An,
• Abstract要約: タンタルフィルムは アルミニウムやニオブよりも はるかに大きな動力学的インダクタンスを示す 共振器の周波数変動を100以上の係数で低減する。 大型超伝導チップにおけるタンタルの有効利用の新たな道が開けた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.3869590932623606
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Advancements in the fabrication of superconducting quantum devices have highlighted tantalum as a promising material, owing to its low surface oxidation microwave loss at low temperatures. However, tantalum films exhibit significantly larger kinetic inductances compared to materials such as aluminum or niobium. Given the inevitable variations in film thickness, this increased kinetic inductance leads to considerable, uncontrolled frequency variances and shifts in components like superconducting coplanar waveguide (SCPW) resonators. Achieving high precision in resonator frequencies is crucial, particularly when multiple resonators share a common Purcell filter with limited bandwidth in superconducting quantum information processors. Here, we tackle this challenge from both fabrication and design perspectives, achieving a reduction in resonator frequency fluctuation by a factor of more than 100. Concurrently, the internal quality factor of the SCPW resonator remains at high level. Our findings open up new avenues for the enhanced utilization of tantalum in large-scale superconducting chips.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子デバイスの製造の進歩は、低温での低表面酸化マイクロ波損失のため、タンタルを有望な材料として強調している。 しかし, タンタル膜はアルミニウムやニオブなどの材料に比べて, かなり大きな動力学的インダクタンスを示す。 膜厚の必然的な変化を考えると、この運動インダクタンスの増加は、超伝導コプラナー導波管(SCPW)共振器のような成分のかなりの周波数ばらつきとシフトをもたらす。 共振器周波数の高精度化は特に、超伝導量子情報プロセッサの帯域幅に制限のある共通のパーセルフィルタを共有する場合において重要である。 本稿では, 共振器の周波数変動を100以上低減し, 製造と設計の両面からこの課題に取り組む。 同時に、SCPW共振器の内部品質係数は高いレベルにとどまっている。 大型超伝導チップにおけるタンタルの有効利用の新たな道が開けた。

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