論文の概要: A transmon qubit realized by exploiting the superconductor-insulator transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19983v1
• Date: Wed, 22 Oct 2025 19:29:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:16.727988
• Title: A transmon qubit realized by exploiting the superconductor-insulator transition
• Title（参考訳）: 超伝導体-絶縁体遷移を利用したトランスモン量子ビット
• Authors: C. G. L. Bøttcher, E. Önder, T. Connolly, J. Zhao, C. Kvande, D. Q. Wang, P. D. Kurilovich, S. Vaitiekėnas, L. I. Glazman, H. X. Tang, M. H. Devoret,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは、実用的な量子コンピュータを実現する上で最も有望なプラットフォームの一つである。 本研究では,原子層堆積と原子層エッチングのみを用いた弱結合を形成するために,厚み駆動型超伝導-絶縁体遷移を利用する。 我々は、alpha/2pi = 235$ MHz の非調和性を持つトランスモン量子ビット '$planaron$' を作成し、現在、線幅は $kappa/2pi = 15 Mathrm: MHz$ である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting qubits are among the most promising platforms for realizing practical quantum computers. One requirement to create a quantum processor is nonlinearity, which in superconducting circuits is typically achieved by sandwiching a layer of aluminum oxide between two aluminum electrodes to form a Josephson junction. These junctions, however, face several limitations that hinder their scalability: the small superconducting gap of aluminum necessitates millikelvin operating temperatures, the material interfaces lead to dissipation, and the sandwich geometry adds unwelcome capacitance for high-frequency applications. In this work, we address all three limitations using a novel superconducting weak link based on the superconductor-insulator transition. By locally thinning a single film of niobium nitride, we exploit its thickness-driven superconductor-insulator transition to form a weak link employing only atomic layer deposition and atomic layer etching. We utilize our weak links to produce a transmon qubit, '$planaron$', with a measured anharmonicity of $\alpha/2\pi = 235$ MHz; at present, the linewidth is $\kappa/2\pi = 15 \mathrm{\: MHz}$. The high superconducting gap of niobium nitride can enable operation at elevated temperatures in future devices, and the fully planar geometry of the weak link eliminates superfluous material interfaces and capacitances. The investigation of small patches of material near the SIT can shed new light on the nature of the transition, including the role of dissipation and finite-size effects.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、実用的な量子コンピュータを実現する上で最も有望なプラットフォームの一つである。 量子プロセッサを作る1つの要件は非線形性であり、超伝導回路では2つのアルミニウム電極の間に酸化アルミニウムの層を挟んでジョセフソン接合を形成することで達成される。 しかし、これらの接合はスケーラビリティを妨げるいくつかの制限に直面しており、アルミニウムの小さな超伝導ギャップはミリケルビンの運転温度を必要とする。 本研究では,超伝導-絶縁体遷移に基づく新しい超伝導弱リンクを用いて,これら3つの制限に対処する。 窒化ニオブの膜を局所的に薄膜化することにより、厚み駆動型超伝導体-絶縁体遷移を利用して、原子層堆積と原子層エッチングのみを用いた弱い結合を形成する。 弱リンクを用いてトランスモン量子ビット '$planaron$' を生成し、測定アンハーモニック性は $\alpha/2\pi = 235$ MHz であり、現在、線幅は $\kappa/2\pi = 15 \mathrm{\: MHz}$ である。 窒化ニオブの高超伝導ギャップは将来の装置の高温での運転を可能にし、弱いリンクの完全な平面形状は超流動性材料界面と容量を除去する。 SIT付近の物質の小さなパッチの研究は、散逸や有限サイズの効果など、遷移の性質に新たな光を放つことができる。

関連論文リスト

• Native-oxide-passivated trilayer junctions for superconducting qubits [0.15710586783831507]
  超伝導体-絶縁体-超伝導三層膜の減算パターンに基づく製造法が実現できた。 我々は、トランスモンのような量子ビットを設計、製造し、平均コヒーレンス時間を最大30$mu$sまで5GHzのキュービット周波数で測定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-04T14:39:45Z)
• Improved Coherence in Optically-Defined Niobium Trilayer Junction Qubits [45.786749852292246]
  ニオブは超伝導装置の運転温度と周波数の上昇の恩恵を受ける。 我々は、光学リソグラフィーのみを用いて、ニオブ三層接合を再検討し、オールニオブトランスモンを作製する。 電子レンジ領域のデバイスを特徴付け、コヒーレンスタイムを最大622mu$s、平均クビット品質係数を105$以上としています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-09T13:26:13Z)
• Silicide-based Josephson field effect transistors for superconducting qubits [0.0]
  代替の「ゲートモン」量子ビットが最近登場し、これはハイブリッド超伝導/半導体(S/Sm)デバイスをゲート調整されたジョセフソン接合として使用している。 拡張性のあるゲートモン設計はCMOS Josephson Field-Effect Transistors を調整可能な弱いリンクとして作成することができる。 シリコンベースのトランジスタにおけるアンドリーフ電流のゲート変調は、完全にCMOS化された超伝導量子コンピュータへのステップを表している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:00:03Z)
• Miniaturizing transmon qubits using van der Waals materials [2.86962140979607]
  量子コンピュータは、特定の計算タスクにおいて古典的なコンピュータに対して指数的なスピードアップを達成できる可能性がある。 これらの量子ビットは、損失を抑制するために大きなコンデンサ電極を必要とするため、大きなフットプリントを持つ。 ここでは、ファンデルワールス材料(vdW)の独特な性質を利用して、キュービット面積を減少させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-07T02:31:07Z)
• 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)
• In-situ bandaged Josephson junctions for superconducting quantum processors [101.18253437732933]
  シャドウ蒸発は、超伝導量子ビット(ジョセフソン接合)の鍵要素をマイクロファブリケートするために一般的に用いられる。 ここでは, サブミクロサイズのジョセフソン接合部と包帯層を単一リソグラフィー工程で作製できる改良されたシャドウ蒸発法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-05T11:08:09Z)
• 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)
• Coherent superconducting qubits from a subtractive junction fabrication process [48.7576911714538]
  ジョセフソントンネル接合は、量子ビットを含むほとんどの超伝導電子回路の中心である。 近年、サブミクロンスケールの重なり合う接合が注目されている。 この研究は、高度な材料と成長プロセスによるより標準化されたプロセスフローへの道を開き、超伝導量子回路の大規模製造において重要なステップとなる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-30T14:52:14Z)

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。