論文の概要: Achieving millisecond coherence fluxonium through overlap Josephson junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.05481v1
• Date: Thu, 9 May 2024 00:41:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-10 14:22:38.935792
• Title: Achieving millisecond coherence fluxonium through overlap Josephson junctions
• Title（参考訳）: 重なり合うジョセフソン接合によるミリ秒コヒーレンスフラクソニウムの達成
• Authors: Fei Wang, Kannan Lu, Huijuan Zhan, Lu Ma, Feng Wu, Hantao Sun, Hao Deng, Yang Bai, Feng Bao, Xu Chang, Ran Gao, Xun Gao, Guicheng Gong, Lijuan Hu, Ruizi Hu, Honghong Ji, Xizheng Ma, Liyong Mao, Zhijun Song, Chengchun Tang, Hongcheng Wang, Tenghui Wang, Ziang Wang, Tian Xia, Hongxin Xu, Ze Zhan, Gengyan Zhang, Tao Zhou, Mengyu Zhu, Qingbin Zhu, Shasha Zhu, Xing Zhu, Yaoyun Shi, Hui-Hai Zhao, Chunqing Deng,
• Abstract要約: 約100%の収率を達成し、2インチウエハの均一性を維持できるジョセフソン接合の重なり過程を導入する。 この研究は、CMOS互換プロセスを用いた高コヒーレンスフラクソニウムプロセッサのスケーラビリティを示唆し、実用的な量子コンピューティングへの重要な一歩を示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.75774681877928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fluxonium qubits are recognized for their high coherence times and high operation fidelities, attributed to their unique design incorporating over 100 Josephson junctions per superconducting loop. However, this complexity poses significant fabrication challenges, particularly in achieving high yield and junction uniformity with traditional methods. Here, we introduce an overlap process for Josephson junction fabrication that achieves nearly 100% yield and maintains uniformity across a 2-inch wafer with less than 5% variation for the phase slip junction and less than 2% for the junction array. Our compact junction array design facilitates fluxonium qubits with energy relaxation times exceeding 1 millisecond at the flux frustration point, demonstrating consistency with state-of-the-art dielectric loss tangents and flux noise across multiple devices. This work suggests the scalability of high coherence fluxonium processors using CMOS-compatible processes, marking a significant step towards practical quantum computing.
• Abstract（参考訳）: フラクソニウムの量子ビットは、超伝導ループ当たり100個のジョセフソン接合部を組み込んだ独自の設計による、コヒーレンス時間と高い操作率で認識されている。 しかし、この複雑さは、特に伝統的な手法で高い収率とジャンクションの均一性を達成する際に、顕著な製造上の課題を引き起こす。 ここでは, 位相すべり接合の5%以下, 接合アレーの2%以下で, ほぼ100%の収率を達成し, 2インチウェハの均一性を維持するジョセフソン接合の重なり過程を紹介する。 我々のコンパクトなジャンクションアレイ設計はフラックスフラストレーション点で1ミリ秒を超えるエネルギー緩和時間を持つフラクソニウム量子ビットを容易にし、最先端の誘電体損失接点と複数のデバイス間のフラックスノイズとの整合性を実証する。 この研究は、CMOS互換プロセスを用いた高コヒーレンスフラクソニウムプロセッサのスケーラビリティを示唆し、実用的な量子コンピューティングへの重要な一歩を示唆している。

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