論文の概要: Reconfigurable Superconducting Quantum Circuits Enabled by Micro-Scale Liquid-Metal Interconnects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09096v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 02:15:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:23.946094
• Title: Reconfigurable Superconducting Quantum Circuits Enabled by Micro-Scale Liquid-Metal Interconnects
• Title（参考訳）: マイクロスケール液体金属インターコネクションによる再構成可能な超伝導量子回路
• Authors: Zhancheng Yao, Nicholas E. Fuhr, Nicholas Russo, David W. Abraham, Kevin E. Smith, David J. Bishop,
• Abstract要約: チップスケールの液体金属配線は、プラグアンドプレイの超伝導量子回路を約束する。 我々は従来のコプラナー導波路共振器と同等の性能で高品質なモジュール間信号と地上相互接続を実現する。 これらの結果は、再構成可能なモジュラー超伝導量子系のための実行可能なチップスケール相互接続として液体金属を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Modular architectures are a promising route toward scalable superconducting quantum processors, but finite fabrication yield and the lack of high quality temporary interconnects impose fundamental limitations on system size. Here, we demonstrate chip-scale liquid-metal interconnects that show promise for plug-and-play superconducting quantum circuits by enabling non-destructive module replacement while maintaining high microwave performance. Using gallium-based liquid metals, we realize high-quality inter-module signal and ground interconnects, comparable in performance to conventional coplanar waveguide resonators. We illustrate consistent device characteristics across three thermal cycles between room temperature and 15 mK, as well as the ability to reform superconducting connections following module replacement. A width-dependent resonance frequency shift reveals a significant kinetic inductance fraction, which we attribute to the presence of $β$-phase tantalum as confirmed by X-ray characterization. Finally, we investigate power-dependent loss mechanisms and observe high-power dissipative nonlinearities qualitatively consistent with a readout-power heating model. These results establish liquid metals as viable chip-scale interconnects for reconfigurable, modular superconducting quantum systems.
• Abstract（参考訳）: モジュラーアーキテクチャはスケーラブルな超伝導量子プロセッサへの有望な経路であるが、有限な製造効率と高品質な一時的な相互接続の欠如はシステムサイズに根本的な制限を課している。 ここでは,マイクロ波性能を維持しながら非破壊モジュール置換を可能にすることにより,プラグアンドプレイ超伝導量子回路を約束するチップスケール液体金属配線を実証する。 ガリウム系液体金属を用いて、従来のコプラナー導波路共振器と同等の性能で高品質なモジュール間信号と地上相互接続を実現する。 室温と15mKの3サイクル間の一貫したデバイス特性と,モジュール交換後の超伝導接続を再構築する能力について述べる。 幅依存性共鳴周波数シフトは,X線解析で確認された$β$相タンタルの存在が原因で,有意な運動インダクタンス率を示す。 最後に、電力依存損失機構を調査し、読み出し電力加熱モデルと定性的に整合した高出力散逸非線形性を観察する。 これらの結果は、再構成可能でモジュラー超伝導量子システムのための実行可能なチップスケール相互接続として液体金属を確立する。

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