論文の概要: Eliminating Surface Oxides of Superconducting Circuits with Noble Metal Encapsulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13051v1
• Date: Fri, 23 Aug 2024 13:16:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-26 15:00:47.021738
• Title: Eliminating Surface Oxides of Superconducting Circuits with Noble Metal Encapsulation
• Title（参考訳）: 貴金属カプセル化による超電導回路の表面酸化物の除去
• Authors: Ray D. Chang, Nana Shumiya, Russell A. McLellan, Yifan Zhang, Matthew P. Bland, Faranak Bahrami, Junsik Mun, Chenyu Zhou, Kim Kisslinger, Guangming Cheng, Alexander C. Pakpour-Tabrizi, Nan Yao, Yimei Zhu, Mingzhao Liu, Robert J. Cava, Sarang Gopalakrishnan, Andrew A. Houck, Nathalie P. de Leon,
• Abstract要約: タンタルベースの超伝導量子ビットは記録的な寿命で実証されている。 主な損失源は、酸化タンタル表面の2レベル系(TLS)の存在である。 天然酸化物を生成しない貴金属でタンタルをカプセル化することにより酸化防止戦略を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.687129868059614
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The lifetime of superconducting qubits is limited by dielectric loss, and a major source of dielectric loss is the native oxide present at the surface of the superconducting metal. Specifically, tantalum-based superconducting qubits have been demonstrated with record lifetimes, but a major source of loss is the presence of two-level systems (TLSs) in the surface tantalum oxide. Here, we demonstrate a strategy for avoiding oxide formation by encapsulating the tantalum with noble metals that do not form native oxide. By depositing a few nanometers of Au or AuPd alloy before breaking vacuum, we completely suppress tantalum oxide formation. Microwave loss measurements of superconducting resonators reveal that the noble metal is proximitized, with a superconducting gap over 80% of the bare tantalum at thicknesses where the oxide is fully suppressed. We find that losses in resonators fabricated by subtractive etching are dominated by oxides on the sidewalls, suggesting total surface encapsulation by additive fabrication as a promising strategy for eliminating surface oxide TLS loss in superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの寿命は誘電損失によって制限され、誘電損失の主な原因は超伝導金属表面に存在するネイティブ酸化物である。 具体的には、タンタルベースの超伝導量子ビットは記録的な寿命で実証されてきたが、主な損失源は酸化タンタル表面に存在する2レベル系(TLS)の存在である。 ここでは, タンタルを天然酸化物を形成しない貴金属でカプセル化することにより, 酸化防止戦略を示す。 真空を破る前に数ナノメートルのAuまたはAuPd合金を堆積することにより,タンタル酸化物の生成を完全に抑制する。 超伝導共振器のマイクロ波損失測定により、貴金属は酸化が完全に抑制された厚さで、素タンタルの80%以上の超伝導ギャップを有することが判明した。 減算エッチングにより作製した共振器の損失は側壁の酸化物が支配しており, 超伝導量子ビットの表面TLS損失を除去するための有望な戦略として, 添加による全表面カプセル化が示唆された。

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