論文の概要: Coherent and compact van der Waals transmon qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08059v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 21:38:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.731455
• Title: Coherent and compact van der Waals transmon qubits
• Title（参考訳）: Coherent and compact van der Waals transmon qubits
• Authors: Jesse Balgley, Jinho Park, Xuanjing Chu, Jiru Liu, Madisen Holbrook, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Archana Kamal, Leonardo Ranzani, Martin V. Gustafsson, James Hone, Kin Chung Fong,
• Abstract要約: ヴァン・デル・ワールス(Van der Waals、vdW)の材料は、高度にモジュラーなプラットフォームを提供する。 我々は、vdWジョセフソン接合から作られる量子コヒーレントな融合要素トランスモンを実証する。 結果は、小型超伝導量子デバイスのための実行可能なプラットフォームとして、vdW材料を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4470549376243225
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: State-of-the-art superconducting qubits rely on a limited set of thin-film materials. Expanding their materials palette can improve performance, extend operating regimes, and introduce new functionalities, but conventional thin-film fabrication hinders systematic exploration of new material combinations. Van der Waals (vdW) materials offer a highly modular crystalline platform that facilitates such exploration while enabling gate-tunability, higher-temperature operation, and compact qubit geometries. Yet it remains unknown whether a fully vdW superconducting qubit can support quantum coherence and what mechanisms dominate loss at both low and elevated temperatures in such a device. Here we demonstrate quantum-coherent merged-element transmons made entirely from vdW Josephson junctions. These first-generation, fully crystalline qubits achieve microsecond lifetimes in an ultra-compact footprint without external shunt capacitors. Energy relaxation measurements, together with microwave characterization of vdW capacitors, point to dielectric loss as the dominant relaxation channel up to hundreds of millikelvin. These results establish vdW materials as a viable platform for compact superconducting quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 最先端の超伝導量子ビットは、限られた薄膜材料に依存している。 材料パレットの拡張は、性能の向上、運用体制の拡張、新機能の導入を可能にするが、従来の薄膜製造は、新しい材料の組み合わせを体系的に探究することを妨げている。 ヴァン・デル・ワールス(Van der Waals、vdW)の材料は、ゲート・ツイナビリティ、高温操作、コンパクトキュービット・ジオメトリーを実現しつつ、そのような探索を容易にする高度にモジュラーなプラットフォームを提供する。 しかし、完全なvdW超伝導量子ビットが量子コヒーレンスをサポートできるかどうかや、そのようなデバイスにおける低温と高温の両方における損失をどのメカニズムが支配するかは不明である。 ここでは、vdWジョセフソン接合から作られる量子コヒーレントな融合要素トランモンを実証する。 この第1世代の完全結晶量子ビットは、外部のシャントコンデンサを使わずに超コンパクトなフットプリントでマイクロ秒の寿命を達成する。 vdWコンデンサのマイクロ波特性とともに、エネルギー緩和の測定は、数百ミリケルビンまでの支配的な緩和チャネルとして誘電損失を示している。 これらの結果は、小型超伝導量子デバイスのための実行可能なプラットフォームとしてvdW材料を確立する。

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