論文の概要: High coherence fluxonium manufactured with a wafer-scale uniformity process

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.05481v2
• Date: Wed, 30 Apr 2025 09:21:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-10 02:52:00.731697
• Title: High coherence fluxonium manufactured with a wafer-scale uniformity process
• Title（参考訳）: ウエハスケール均一化プロセスで作製した高コヒーレンスフラクソニウム
• 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スケーラブルな高コヒーレンスフラクソニウムプロセッサの道を開いた。
• 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 a superinductor, which is typically implemented using an array of over 100 Josephson junctions. 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 entire junction array. We use a compact junction array design that achieves state-of-the-art dielectric loss tangents and flux noise levels, as confirmed by multiple devices. This enables fluxonium qubits to reach energy relaxation times exceeding 1 millisecond at the flux frustration point. This work paves the way for scalable high coherence fluxonium processors using CMOS-compatible processes, marking a significant step towards practical quantum computing.
• Abstract（参考訳）: フルクソニウムの量子ビットは高いコヒーレンス時間と高い操作率で認識されており、その設計にはスーパーインダクタが組み込まれており、通常は100以上のジョセフソン接合を用いて実装されている。 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%以下で, 接合アレイ全体の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。 複数のデバイスで確認されているように、我々は、最先端の誘電体損失接点とフラックスノイズレベルを達成できるコンパクトなジャンクションアレイ設計を用いる。 これにより、フラッソニウム量子ビットはフラッソニウムフラストレーション点において1ミリ秒を超えるエネルギー緩和時間に達することができる。 この研究は、CMOS互換プロセスを使ったスケーラブルな高コヒーレンスフラクソニウムプロセッサの道を開き、実用的な量子コンピューティングへの重要な一歩を踏み出した。

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