論文の概要: Mitigating Losses of Superconducting Qubits Strongly Coupled to Defect Modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18746v1
- Date: Fri, 26 Jul 2024 14:02:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 13:21:05.609862
- Title: Mitigating Losses of Superconducting Qubits Strongly Coupled to Defect Modes
- Title（参考訳）: 欠陥モードに強く結合した超電導量子ビットの損失の軽減
- Authors: Dante Colao Zanuz, Quentin Ficheux, Laurent Michaud, Alexei Orekhov, Kilian Hanke, Alexander Flasby, Mohsen Bahrami Panah, Graham J. Norris, Michael Kerschbaum, Ants Remm, François Swiadek, Christoph Hellings, Stefania Lazăr, Colin Scarato, Nathan Lacroix, Sebastian Krinner, Christopher Eichler, Andreas Wallraff, Jean-Claude Besse,
- Abstract要約: 量子ビットに強く絡む欠陥の家族に対する損失を軽減するための戦略を検討する。
本研究は, 試料を室温に加熱することにより, 欠陥の周波数構成を再構成することを示した。
次に、強く結合した欠陥モードの少ない量子ビットを作成する方法を検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.49668795915129
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The dominant contribution to the energy relaxation of state-of-the-art superconducting qubits is often attributed to their coupling to an ensemble of material defects which behave as two-level systems. These defects have varying microscopic characteristics which result in a large range of observable defect properties such as resonant frequencies, coherence times and coupling rates to qubits $g$. Here, we investigate strategies to mitigate losses to the family of defects that strongly couple to qubits ($g/2\pi\ge$ 0.5 MHz). Such strongly coupled defects are particularly detrimental to the coherence of qubits and to the fidelities of operations relying on frequency excursions, such as flux-activated two-qubit gates. To assess their impact, we perform swap spectroscopy on 92 frequency-tunable qubits and quantify the spectral density of these strongly coupled modes. We show that the frequency configuration of the defects is rearranged by warming up the sample to room temperature, whereas the total number of defects on a processor tends to remain constant. We then explore methods for fabricating qubits with a reduced number of strongly coupled defect modes by systematically measuring their spectral density for decreasing Josephson junction dimensions and for various surface cleaning methods. Our results provide insights into the properties of strongly coupled defect modes and show the benefits of minimizing Josephson junction dimensions to improve qubit properties.
- Abstract（参考訳）: 最先端超伝導量子ビットのエネルギー緩和への主要な貢献は、しばしば2レベル系として振る舞う材料欠陥の集合体との結合に起因する。
これらの欠陥は、共鳴周波数、コヒーレンス時間、および量子ビットへのカップリング速度など、様々な観察可能な欠陥特性を持つ。
ここでは、量子ビットに強く結合する欠陥群(g/2\pi\ge$ 0.5 MHz)の損失を軽減するための戦略を検討する。
このような強く結合した欠陥は、特に量子ビットのコヒーレンスや、フラックス活性化二量子ゲートのような周波数外周に依存する操作の忠実さに寄与する。
これらの影響を評価するため、92個の周波数可変量子ビット上でスワップ分光を行い、これらの強い結合モードのスペクトル密度を定量化する。
一方, プロセッサ上の欠陥の総数は一定である傾向にあるが, サンプルを室温に加熱することで, 欠陥の周波数構成が再構成されることが示されている。
次に、ジョセフソン接合次元の減少と様々な表面クリーニング法のために、スペクトル密度を体系的に測定することにより、強く結合した欠陥モードの少ない量子ビットを作製する方法を検討する。
この結果は、強い結合欠陥モードの性質に関する洞察を与え、クビット特性を改善するためにジョセフソン接合次元を最小化する利点を示す。
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