論文の概要: Robust NbN on Si-SiGe hybrid superconducting-semiconducting microwave quantum circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.26363v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 15:03:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.17612
• Title: Robust NbN on Si-SiGe hybrid superconducting-semiconducting microwave quantum circuit
• Title（参考訳）: Si-SiGeハイブリッド超伝導-半導体マイクロ波量子回路上のロバストNbN
• Authors: Paniz Foshat, Samane Kalhor, Shima Poorgholam-khanjari, Douglas Paul, Martin Weides, Kaveh Delfanazari,
• Abstract要約: 大規模量子コンピューティングは、長いコヒーレンス時間と半導体技術を組み合わせた超伝導回路を必要とする。 Si/SiGe量子井戸と一体化した窒化ニオブ(NbN)コプラナー導波路共振器について検討した。 単一光子系における温度依存性マイクロ波分光法を用いて、共振周波数と品質係数の変動を調べ、基礎となる損失機構を解明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Advancing large-scale quantum computing requires superconducting circuits that combine long coherence times with compatibility with semiconductor technology. We investigate niobium nitride (NbN) coplanar waveguide resonators integrated with Si/SiGe quantum wells, creating a hybrid platform designed for CMOS-compatible quantum hardware. Using temperature-dependent microwave spectroscopy in the single-photon regime, we examine resonance frequency and quality factor variations to probe the underlying loss mechanisms. Our analysis identifies the roles of two-level systems, quasiparticles, and scattering processes, and connects these losses to wafer properties and fabrication methods. The devices demonstrate reproducible performance and stable operation maintained for over two years, highlighting their robustness. These results provide design guidelines for developing low-loss, CMOS-compatible superconducting circuits and support progress toward resilient, scalable architectures for quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子コンピューティングの発展には、長いコヒーレンス時間と半導体技術との互換性を組み合わせた超伝導回路が必要である。 窒化ニオブ(NbN)コプレーナー導波路共振器をSi/SiGe量子井戸に統合し,CMOS互換量子ハードウェア用に設計されたハイブリッドプラットフォームを構築する。 単一光子系における温度依存性マイクロ波分光法を用いて、共振周波数と品質係数の変動を調べ、基礎となる損失機構を解明する。 本分析では, 2層系, 準粒子, 散乱過程の役割を明らかにし, これらの損失をウェハ特性と製造法に結びつける。 この装置は再現性のある性能を示し、安定動作は2年以上維持され、その堅牢性を強調している。 これらの結果は、低損失かつCMOS互換の超伝導回路を開発するための設計ガイドラインを提供し、量子情報処理のためのレジリエントでスケーラブルなアーキテクチャへの進歩を支援する。

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