論文の概要: Experimental setup for the combined study of spin ensembles and superconducting quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11739v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 09:05:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.738768
• Title: Experimental setup for the combined study of spin ensembles and superconducting quantum circuits
• Title（参考訳）: スピンアンサンブルと超伝導量子回路の複合研究のための実験装置
• Authors: Lukas Vogl, Gerhard B. P. Huber, Ana Strinić, Achim Marx, Stefan Filipp, Kirill G. Fedorov, Rudolf Gross, Nadezhda P. Kukharchyk,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは磁場に非常に敏感であり、スピンアンサンブルは制御のために有限磁場を必要とする。 本研究では,これらの制約を満足し,立証された量子ビット安定性を提供する,最初の実験的なセットアップを実証する。 クリオフィーシールドと超伝導アルミニウムシールドのいくつかの層が磁気クロストークを8桁以上抑制していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0691846388904816
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A hybrid quantum computing architecture combining quantum processors and quantum memory units allows for exploiting each component's unique properties to enhance the overall performance of the total system. However, superconducting qubits are highly sensitive to magnetic fields, while spin ensembles require finite fields for control, creating a major integration challenge. In this work, we demonstrate the first experimental setup that satisfies these constraints and provides verified qubit stability. Our cryogenic setup comprises two spatially and magnetically decoupled sample volumes inside a single dilution refrigerator: one hosting flux-tunable superconducting qubits and the other a spin ensemble equipped with a superconducting solenoid generating fields up to 50 mT. We show that several layers of Cryophy shielding and an additional superconducting aluminum shield suppress magnetic crosstalk by more than eight orders of magnitude, ensuring stability of the qubit's performance. Moreover, the operation of the solenoid adds minimal thermal load on the relevant stages of the dilution refrigerator. Our results enable scalable hybrid quantum architectures with low-loss integration, marking a key step toward scalable hybrid quantum computing platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサと量子メモリユニットを組み合わせたハイブリッド量子コンピューティングアーキテクチャにより、各コンポーネントのユニークな特性を利用して、システム全体のパフォーマンスを向上させることができる。 しかし、超伝導量子ビットは磁場に非常に敏感であり、スピンアンサンブルは制御のために有限の磁場を必要とするため、大きな積分課題が生じる。 本研究では,これらの制約を満足し,立証された量子ビット安定性を提供する,最初の実験的なセットアップを実証する。 冷却装置は1つの希釈冷凍機の内部に2つの空間的および磁気的に分離された試料量からなり、一方は磁束可変超伝導量子ビットを収容し、他方は超伝導ソレノイド発生フィールドを最大50mTまで備えたスピンアンサンブルにより、クライオフィーシールドと追加超伝導アルミニウムシールドがマグネティッククロストークを8桁以上抑制し、量子ビットの性能の安定性を確保する。 さらに、ソレノイドの運転は、希釈冷凍機の関連するステージに最小限の熱負荷を与える。 この結果により、低損失統合によるスケーラブルなハイブリッド量子アーキテクチャの実現が可能となり、スケーラブルなハイブリッド量子コンピューティングプラットフォームへの重要な一歩となる。

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