論文の概要: Engineering high-Q superconducting tantalum microwave coplanar waveguide resonators for compact coherent quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16099v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 17:41:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-23 19:50:51.822330
- Title: Engineering high-Q superconducting tantalum microwave coplanar waveguide resonators for compact coherent quantum circuits
- Title（参考訳）: 小型コヒーレント量子回路用高温超伝導タンタルマイクロ波導波路共振器
- Authors: Shima Poorgholam-Khanjari, Valentino Seferai, Paniz Foshat, Calum Rose, Hua Feng, Robert H. Hadfield, Martin Weides, Kaveh Delfanazari,
- Abstract要約: タンタル(Ta)は、堅牢な超伝導量子回路の製造において大きな注目を集めている。
Taはアルミニウム (Al) やニオブ (Nb) と比較してマイクロ波損失が低く、運動性インダクタンスが高い。
超伝導マイクロ波コプラナー導波路共振器の厚み依存型高品質係数(高Q_i)Taの作製を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.301138495170623
- License:
- Abstract: Tantalum (Ta) has recently received considerable attention in manufacturing robust superconducting quantum circuits. Ta offers low microwave loss, high kinetic inductance compared to aluminium (Al) and niobium (Nb), and good compatibility with complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology, which is essential for quantum computing applications. Here, we demonstrate the fabrication engineering of thickness-dependent high quality factor (high-Q_i) Ta superconducting microwave coplanar waveguide resonators. All films are deposited on high-resistivity silicon substrates at room temperature without additional substrate heating. Before Ta deposition, a niobium (Nb) seed layer is used to ensure a body-centred cubic lattice ({\alpha}-Ta) formation. We further engineer the kinetic inductance (L_K) resonators by varying Ta film thicknesses. High L_K is a key advantage for applications because it facilitates the realisation of high-impedance, compact quantum circuits with enhanced coupling to qubits. The maximum internal quality factor Q_i of ~ 3.6 * 10^6 is achieved at the high power regime for 100 nm Ta, while the highest kinetic inductance is obtained to be 0.6 pH/sq for the thinnest film, which is 40 nm. This combination of high Q_i and high L_K highlights the potential of Ta microwave circuits for high-fidelity operations of compact quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: タンタル(Ta)は最近、堅牢な超伝導量子回路の製造にかなりの注目を集めている。
Taは、低マイクロ波損失、アルミニウム(Al)やニオブ(Nb)と比較して高い運動インダクタンス、および量子コンピューティングアプリケーションに不可欠な相補的金属酸化物半導体(CMOS)技術との良好な互換性を提供する。
ここでは,超伝導マイクロ波コプラナー導波路共振器の厚み依存型高品質係数(高Q_i)Taの製作技術を紹介する。
すべての膜は、高比抵抗シリコン基板上に、追加の基板加熱なしで室温で堆積する。
Ta析出の前には、ニオブ(Nb)シード層を用いて、体中心立方体格子({\alpha}-Ta)の形成を確実にする。
さらに,Ta膜厚の変化による振動インダクタンス (L_K) 共振器の試作を行った。
高L_Kは、量子ビットへの結合性を高めた高インピーダンスでコンパクトな量子回路の実現を容易にするため、アプリケーションにとって重要な利点である。
最大内部品質係数Q_i〜3.6×10^6は100nmTaの高出力状態で達成され、最も高い速度インダクタンスは40nmの薄膜に対して0.6pH/sqとなる。
この高Q_iと高L_Kの組み合わせは、コンパクト量子回路の高忠実性演算のためのTaマイクロ波回路の可能性を強調している。
関連論文リスト
- Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Characterizing Niobium Nitride Superconducting Microwave Coplanar
Waveguide Resonator Array for Circuit Quantum Electrodynamics in Extreme
Conditions [1.2627743222524832]
窒化ニオブ (NbN) は超伝導量子技術への応用に期待できる材料である。
NbNベースのデバイスと回路は、2レベルシステム(TLS)欠陥のようなデコヒーレンスソースに敏感である。
NbN超伝導マイクロ波コプラナー導波路共振器アレイの数値解析と実験を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-04T13:24:51Z) - Wafer-Scale MgB2 Superconducting Devices [0.012564343689544843]
直径100mm以上の超平滑0.5nmの根面粗さフィルムを初めて報告し,これらのフィルムで作製した試作機について報告する。
これらの膜は、内部品質係数が$mathrm104$ 4.5 Kを超えることや、40nm膜中の数個のpH/sqの順に高い運動的インダクタンスを含む重要な超伝導特性を示す。
この画期的な進歩は、高温、高周波超伝導量子回路およびデバイスの開発を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-24T14:28:58Z) - High-kinetic inductance NbN films for high-quality compact
superconducting resonators [0.4577805448875385]
窒化ニオブ (NbN) は量子技術応用のための有望な材料である。
NbN薄膜を用いた共振器は10ドル以上の1光子内部品質係数を示す。
本研究は, 窒化ニオブ高速度インダクタンス共振器の汎用性を示すものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-27T16:29:17Z) - Millikelvin measurements of permittivity and loss tangent of lithium
niobate [50.591267188664666]
ニオブ酸リチウム(Lithium niobate)は電子光学材料であり、マイクロ波信号処理、通信、量子センシング、量子コンピューティングに多くの応用がある。
ミリケルビン温度におけるニオブ酸リチウムの複素電磁誘電率の評価について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-24T22:05:42Z) - Strong photon-magnon coupling using a lithographically defined organic
ferrimagnet [2.5622352308617318]
有機系フェライト系バナジウムテトラシアノエチレン(V[TCNE]$_x$)でホストされる超伝導共振子光子とマグノンからなるハイブリッド量子系
我々は、薄膜超伝導共振器と低減衰薄膜V[TCNE]$_x$マイクロ構造を結合したハイブリッド量子マグノンデバイスのスケーラブルでリソグラフィ的に集積された製造を実証した。
この研究は、磁気回路を電線のように簡単に設計・製造できる高協力性ハイブリッドマグノン量子デバイスを探索するための道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-08T17:31:47Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。
超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。
ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z) - A low-loss ferrite circulator as a tunable chiral quantum system [108.66477491099887]
単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)を3次元キャビティ内に構築した低損失導波管循環器を実演した。
超伝導ニオブキャビティとキラル内部モードのコヒーレントカップリングについて述べる。
また、この系の有効非エルミート力学とその有効非相互固有値についても実験的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-21T17:34:02Z) - Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。
本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。
提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z) - Cavity piezo-mechanics for superconducting-nanophotonic quantum
interface [6.047107581901681]
超伝導キャビティとナノフォトニックキャビティ内の光子と10GHzフォノンを共振結合した集積型超伝導キャビティ圧電機構プラットフォームについて報告する。
我々はマイクロ波-光子変換の効率的な観察を通して低温におけるコヒーレント相互作用を実証した。
このハイブリッドインタフェースは、マイクロ波光子の絡み合いとギガヘルツフォノンを介する量子センシングの新しい探索と同様に、大規模な量子通信に向けて大きな一歩を踏み出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-26T16:33:23Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。