論文の概要: Evidence of Memory Effects in the Dynamics of Two-Level System Defect Ensembles Using Broadband, Cryogenic Transient Dielectric Spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.18263v1
• Date: Fri, 23 May 2025 18:01:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-27 16:58:42.310487
• Title: Evidence of Memory Effects in the Dynamics of Two-Level System Defect Ensembles Using Broadband, Cryogenic Transient Dielectric Spectroscopy
• Title（参考訳）: 広帯域極低温過渡誘電体分光法による二層系欠陥アンサンブルのダイナミクスにおける記憶効果の証拠
• Authors: Qianxu Wang, Sara Magdalena Gómez, Juan S. Salcedo-Gallo, Roy Leibovitz, Jake Freeman, Salil Bedkihal, Mattias Fitzpatrick,
• Abstract要約: 誘電体中の2レベル系欠陥(TLS)は超伝導回路におけるデコヒーレンスの主要な原因であると考えられている。 ブロードバンド3D導波路を用いたTLS欠陥アンサンブルの低温誘電応答の探索を可能にする新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Two-level system defects (TLSs) in dielectrics are believed to be the primary source of decoherence in superconducting circuits. However, the precise origin of these defects, including their atomistic morphology, frequency distributions, and dipole moments, remains relatively unexplored. A significant reason for this lack of understanding is that TLS defects are currently probed with resonators or qubits that require complex multi-stage fabrication processes. These probes are packaged, cooled in a dilution refrigerator, and measured to infer their corresponding coherence times. However, even frequency-tunable probes only gather information about TLS defects within their mode volume and a narrow bandwidth around their resonance frequency. As a result, a detailed understanding of the atomistic origins of TLS defects in isolated materials and interfaces is currently lacking, making it challenging to design the next generation of superconducting devices and dielectric materials from first principles. Here, we introduce a novel approach that enables probing the cryogenic dielectric response of TLS defect ensembles using a broadband 3D waveguide. This technique provides evidence of memory effects in the dynamics of TLS defect ensembles that may enable the extraction of critical information about the origins of the underlying TLS defects and their interactions. Importantly, this novel spectroscopy technique can be used at all stages of fabrication and ultimately inform mitigation strategies to reduce the impact of TLS defects on superconducting circuits. As a result, this technique will help usher in a new understanding of the atomistic origin of TLS defects, which will have profound consequences for quantum information science and the broader materials science community.
• Abstract（参考訳）: 誘電体中の2レベル系欠陥(TLS)は超伝導回路におけるデコヒーレンスの主要な原因であると考えられている。 しかし、これらの欠陥の正確な起源は、その原子構造、周波数分布、双極子モーメントを含む比較的未解明のままである。 この理解の欠如の大きな理由は、TLS欠陥が複雑な多段加工プロセスを必要とする共振器や量子ビットで現在調査されていることである。 これらのプローブはパッケージ化され、希釈冷凍機で冷却され、対応するコヒーレンス時間を推定するために測定される。 しかし、周波数可変プローブでさえ、モードボリューム内のTLS欠陥に関する情報のみを収集し、共振周波数周辺の狭い帯域幅を収集する。 その結果、孤立した材料や界面におけるTLS欠陥の原子学的起源の詳細な理解は、現在不足しており、次世代の超伝導デバイスや誘電体材料を第一原理から設計することは困難である。 本稿では,ブロードバンド3D導波路を用いたTLS欠陥アンサンブルの低温誘電応答の探索を可能にする新しい手法を提案する。 この技術はTLS欠陥アンサンブルの力学における記憶効果の証拠を提供し、基礎となるTLS欠陥の起源とその相互作用に関する重要な情報を抽出することができる。 重要なことに、この新しい分光法は製造のあらゆる段階で使用することができ、最終的に超伝導回路におけるTLS欠陥の影響を低減するための緩和戦略を通知することができる。 結果として、この技術はTLS欠陥の原子学的起源の新たな理解を促進するのに役立ち、量子情報科学とより広い材料科学コミュニティに重大な影響をもたらすだろう。

関連論文リスト

• Two-tone spectroscopy for the detection of two-level systems in superconducting qubits [108.40985826142428]
  物理的起源が不明な2レベル系(TLS)は超伝導量子ビットにおけるデコヒーレンスの主要な要因である。 本稿では,マイクロ波駆動と分散読み出しのみを必要とする新しい手法を提案し,固定周波数キュービットも動作させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-22T09:53:00Z)
• Phonon engineering of atomic-scale defects in superconducting quantum circuits [5.596598303356484]
  トンネル2レベルシステム(TLS)は、量子コンピューティングの分野において、さらに関連性を高めている。 我々は,ナノスケールエンジニアリングによりTLSの特性を直接修正する新しいアプローチを採っている。 我々の研究は、TLSの詳細な調査とコヒーレントな制御の道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-05T22:17:09Z)
• Stabilizing and improving qubit coherence by engineering noise spectrum of two-level systems [52.77024349608834]
  超伝導回路は量子コンピューティングの主要なプラットフォームである。 アモルファス酸化物層内の電荷変動器は、低周波1/f$の電荷ノイズと高周波誘電損失の両方に寄与する。 本稿では,TLS雑音スペクトル密度の工学的手法により,有害な影響を軽減することを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-21T18:37:38Z)
• Modelling dielectric loss in superconducting resonators: Evidence for interacting atomic two-level systems at the Nb/oxide interface [0.0]
  アモルファス表面/界面の2レベル系欠陥は超伝導共振器と量子ビットのエネルギー緩和に寄与する。 ここでは、相互作用するTLS損失接点と非相互作用するTLS損失接点を補間するモデルを提案し、実験データの数値解析を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-09T21:30:06Z)
• Identification of different types of high-frequency defects in superconducting qubits [0.0]
  寄生性2レベル系(TLS)欠陥は超伝導量子ビットのコヒーレンス時間を制限する主要な要因の1つである。 本稿では、強い量子ビット駆動を用いたTLS欠陥分光の実験手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T08:55:00Z)
• Experimentally revealing anomalously large dipoles in a quantum-circuit dielectric [50.591267188664666]
  眼鏡に固有の2レベルシステム(TLS)は、現代の多くの量子デバイスにおいてデコヒーレンスを誘導する。 2つの異なるTLSのアンサンブルの存在を示し、フォノンと弱く強く相互作用する。 その結果, アモルファス固体の低温特性に新たな光を放つことができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-20T19:42:22Z)
• TOF-SIMS Analysis of Decoherence Sources in Nb Superconducting Resonators [48.7576911714538]
  超伝導量子ビットは、潜在的に基盤となるプラットフォーム技術として出現している。 材料品質と界面構造は、デバイスの性能を抑え続けている。 薄膜および隣接領域の2レベル系欠陥はノイズを導入し、電磁エネルギーを散逸させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-30T22:22:47Z)
• Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits [55.49561173538925]
  超伝導回路は、高い忠実度で量子情報を保存および処理する機会を提供する。 ノイズ保護デバイスは、計算状態が主に局所的なノイズチャネルから切り離される新しい種類の量子ビットを構成する。 このパースペクティブは、これらの新しい量子ビットの中心にある理論原理をレビューし、最近の実験について述べ、超伝導量子ビットにおける量子情報の堅牢な符号化の可能性を強調している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-18T18:00:13Z)
• 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)
• Two-level systems in superconducting quantum devices due to trapped quasiparticles [0.0]
  非平衡準粒子は超伝導量子回路において量子ビット緩和を誘導できることを示す。 以上の結果から, 捕捉されたQPはクビット緩和を誘発する可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-06T08:38:28Z)

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。