論文の概要: Universal scaling of microwave dissipation in superconducting circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08953v1
- Date: Fri, 11 Jul 2025 18:27:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-15 18:48:21.96047
- Title: Universal scaling of microwave dissipation in superconducting circuits
- Title（参考訳）: 超伝導回路におけるマイクロ波散逸の普遍的スケーリング
- Authors: Thibault Charpentier, Anton Khvalyuk, Lev Ioffe, Mikhail Feigel'man, Nicolas Roch, Benjamin Sacépé,
- Abstract要約: 超伝導体は、マイクロ波電流によって駆動されるときに持続的なエネルギー散逸を示し、コヒーレンス時間を制限している。
超伝導体のバルク特性である超流動密度とマイクロ波散逸の普遍的スケーリングについて報告する。
本研究は, 固有材料特性によるコヒーレンスセットの基本的限界を定義し, 材料選択のための予測的枠組みと次世代超伝導量子回路の設計を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Improving the coherence of superconducting qubits is essential for advancing quantum technologies. While superconductors are theoretically perfect conductors, they consistently exhibit residual energy dissipation when driven by microwave currents, limiting coherence times. Here, we report a universal scaling between microwave dissipation and the superfluid density, a bulk property of superconductors related to charge carrier density and disorder. Our analysis spans a wide range of superconducting materials and device geometries, from highly disordered amorphous films to ultra-clean systems with record-high quality factors, including resonators, 3D cavities, and transmon qubits. This scaling reveals an intrinsic bulk dissipation channel, independent of surface dielectric losses, that originates from a universal density of nonequilibrium quasiparticles trapped within disorder-induced spatial variations of the superconducting gap. Our findings define a fundamental limit to coherence set by intrinsic material properties and provide a predictive framework for selecting materials and the design of next-generation superconducting quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットのコヒーレンス向上は量子技術の進歩に不可欠である。
超伝導体は理論上は完璧な導体であるが、マイクロ波電流によって駆動された場合、持続的なエネルギー散逸を示し、コヒーレンス時間を制限している。
本稿では,マイクロ波散逸と超流動密度との間の普遍的なスケーリングについて報告する。
我々の分析は、高不規則なアモルファスフィルムから、共振器、3Dキャビティ、トランスモンキュービットなど、記録的な品質の要素を持つ超クリーンシステムまで、幅広い超伝導材料とデバイスジオメトリにまたがっている。
このスケーリングにより、表面誘電損失によらない固有バルク散逸チャネルが明らかとなり、超伝導ギャップの障害誘起空間変化に閉じ込められた非平衡準粒子の普遍密度から生じる。
本研究は, 固有材料特性によるコヒーレンスセットの基本的限界を定義し, 材料選択のための予測的枠組みと次世代超伝導量子回路の設計を提供する。
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