論文の概要: All-nitride superconducting qubits based on atomic layer deposition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.08931v1
- Date: Thu, 13 Nov 2025 01:19:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-13 22:34:54.308734
- Title: All-nitride superconducting qubits based on atomic layer deposition
- Title（参考訳）: 原子層堆積に基づく全窒化物超伝導量子ビット
- Authors: Danqing Wang, Yufeng Wu, Naomi Pieczulewski, Prachi Garg, Manuel C. C. Pace, C. G. L. Bøttcher, Baishakhi Mazumder, David A. Muller, Hong X. Tang,
- Abstract要約: ALDで堆積したNbN/AlN/NbN三層膜に基づく超伝導量子ビットを報告する。
これらのトランモン量子ビットは300mK以上の温度でもマイクロ秒スケールの緩和時間を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.318184147634221
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The development of large-scale quantum processors benefits from superconducting qubits that can operate at elevated temperatures and be fabricated with scalable, foundry-compatible processes. Atomic layer deposition (ALD) is increasingly being adopted as an industrial standard for thin-film growth, particularly in applications requiring precise control over layer thickness and composition. Here, we report superconducting qubits based on NbN/AlN/NbN trilayers deposited entirely by ALD. By varying the number of ALD cycles used to form the AlN barrier, we achieve Josephson tunneling through barriers of different thicknesses, with critical current density spanning seven orders of magnitude, demonstrating the uniformity and versatility of the process. Owing to the high critical temperature of NbN, transmon qubits based on these all-nitride trilayers exhibit microsecond-scale relaxation times, even at temperatures above 300 mK. These results establish ALD as a viable low-temperature deposition technique for superconducting quantum circuits and position all-nitride ALD qubits as a promising platform for operation at elevated temperatures.
- Abstract（参考訳）: 大規模量子プロセッサの開発は、高温で動作し、スケーラブルでファストリー互換のプロセスで製造できる超伝導量子ビットの恩恵を受けている。
原子層堆積(ALD)は、特に層厚と組成の精密制御を必要とするアプリケーションにおいて、薄膜成長の工業標準として採用されつつある。
ここでは, ALDで堆積したNbN/AlN/NbN三層膜に基づく超伝導量子ビットについて報告する。
AlNバリアを形成するのに使用されるALDサイクルの数を変えることで、異なる厚さの障壁を通るヨーゼフソントンネルを7桁の臨界電流密度で達成し、プロセスの均一性と汎用性を実証する。
NbNの高温のため、これら全窒化物三層膜に基づくトランスモン量子ビットは300mK以上の温度でもマイクロ秒スケールの緩和時間を示す。
これらの結果は、ALDを量子回路の超伝導のための実行可能な低温蒸着技術として確立し、全窒化物ALD量子ビットを高温での運転のための有望なプラットフォームとして位置づける。
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