論文の概要: 3D cavity-based graphene superconducting quantum circuits in two-qubit architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.21213v1
• Date: Wed, 24 Dec 2025 14:56:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-25 19:43:21.803942
• Title: 3D cavity-based graphene superconducting quantum circuits in two-qubit architectures
• Title（参考訳）: 2ビットアーキテクチャにおける3次元キャビティベースグラフェン超伝導量子回路
• Authors: Kuei-Lin Chiu, Avishma J. Lasrado, Cheng-Han Lo, Yen-Chih Chen, Shih-Po Shih, Yen-Hsiang Lin, Chung-Ting Ke,
• Abstract要約: グラフェン系超伝導量子回路のシリーズを構築し,それを3次元キャビティに統合する。 本研究は, 2次元材料ベース超伝導回路と3次元周波数との柔軟な結合性を示す。
• 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: We construct a series of graphene-based superconducting quantum circuits and integrate them into 3D cavities. For a single-qubit device, we demonstrate flux-tunable qubit transition, with a measured $T_1$ $\approx$ 48 ns and a lower bound estimate of $T_2^\ast$ $\approx$ 17.63 ns. By coupling the device to cavities with different resonant frequencies, we access multiple qubit-cavity coupling regimes, enabling the observation of vacuum Rabi splitting and flux-dependent spectral linewidths. In a two-qubit device consisting of a SQUID and a single junction, power-dependent measurements reveal a two-stage dispersive shift. By flux-tuning the cavity frequency at different readout powers, we attribute the first shift to the fixed-qubit and the second to the SQUID-qubit, indicating successful coupling between the two circuits and a single cavity mode. Our study demonstrates the flexible coupling achievable between 2D-material-based superconducting circuits and 3D cavities, and paves the way toward constructing multi-qubit 3D transmon devices from 2D materials.
• Abstract（参考訳）: グラフェン系超伝導量子回路のシリーズを構築し,それを3次元キャビティに統合する。 単一量子ビットデバイスに対して、測定値が$T_1$$\approx$ 48 ns、下限が$T_2^\ast$$\approx$ 17.63 nsであるフラックス可変量子ビット遷移を示す。 共振周波数の異なるキャビティにデバイスを結合することにより、複数のキュービット・キャビティ結合系にアクセスし、真空ラビ分割とフラックス依存スペクトル線幅の観測を可能にする。 SQUIDと1つの接合からなる2量子デバイスにおいて、電力依存測定は2段階の分散シフトを示す。 キャビティ周波数を異なる読み出しパワーで調整することにより、第1のシフトを固定量子ビット、第2のシフトをSQUID量子ビットとし、2つの回路と1つのキャビティモードのカップリングに成功したことを示す。 本研究では,2次元材料をベースとした超伝導回路と3次元キャビティ間のフレキシブルな結合性を実証し,マルチキュービット3次元トランスモンデバイスを2次元材料から構築する方法について検討した。

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