論文の概要: Phononic Bragg Reflectors for Thermal Insulation of Scalable Cryogenic Control Electronics from Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13726v1
• Date: Sat, 14 Mar 2026 03:02:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.364573
• Title: Phononic Bragg Reflectors for Thermal Insulation of Scalable Cryogenic Control Electronics from Qubits
• Title（参考訳）: 量子ビットからのスケーラブル極低温制御電子の熱絶縁用フォノンブラッグ反射体
• Authors: Isabelle V. Sprave, Denny Dütz, Sebastian Kock, René Otten, Tobias Hangleiter, Felix Mende, Marcus Wislicenus, Hendrik Bluhm,
• Abstract要約: 本稿では, ブロードバンド型分散ブラッグリフレクタを低温電子回路と量子ビットチップ間の熱バリアとして利用する, 冷凍パッケージングの概念を提案する。 10Ta/SiO$$2層からなる600nmのDBRでは,1.5Kから100mKまでの1mW/cm2$以下の熱伝導が得られる。 センチメートル規模のアーキテクチャでは、この分離レベルは近くの電子機器のワットレベルの冷却電力と互換性があり、市販の希釈冷凍機で約100mKの量子温度を維持している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Scaling solid-state architectures to the millions of qubits required for utility-scale quantum computing could benefit from the integration of control electronics in the immediate vicinity of the quantum layer. However, lithographically fabricated solid-state qubits perform best at temperatures well below 1 K, where available cooling power is limited, whereas the control electronics dissipate substantial power and therefore require the higher cooling power available at elevated temperatures. To address this challenge, we propose a cryopackaging concept that uses broadband phononic Distributed Bragg Reflectors (DBRs) as a thermal barrier between cryoelectronics and the qubit chip. As an experimental realization of this concept, we fabricate and characterize Ta/SiO$_2$ DBR structures. In this architecture, the DBR is intended to provide mechanical support for superconducting vias while offering substantially better thermal insulation than typical bulk materials. For a 600-nm-thick DBR consisting of 10 Ta/SiO$_2$ bilayers, we obtain a thermal conduction below 1 mW/cm$^2$ from 1.5 K to 100 mK. In a centimeter-scale architecture, this level of isolation is compatible with Watt-level cooling power for nearby electronics while maintaining a qubit temperature around 100 mK in commercially available dilution refrigerators.
• Abstract（参考訳）: ユーティリティスケールの量子コンピューティングに必要な数百万の量子ビットに固体アーキテクチャをスケールすることは、量子層のすぐ近くに制御エレクトロニクスを統合することの恩恵を受ける。 しかし、リソグラフィで作製された固体量子ビットは、利用可能な冷却電力が限られている1K以下の温度で最高の性能を発揮する一方、制御エレクトロニクスは相当な電力を放出し、高い温度で利用できる高い冷却電力を必要とする。 この課題に対処するために, ブロードバンド型分散ブラッグリフレクタ(DBR)を低温エレクトロニクスと量子ビットチップ間の熱バリアとして利用する冷凍パッケージングの概念を提案する。 この概念を実験的に実現し,Ta/SiO$_2$DBR構造を作製し,特徴付ける。 このアーキテクチャでは、DBRは、一般的なバルク材料よりもはるかに優れた断熱性を提供しながら、超伝導路の機械的支持を提供することを目的としている。 10Ta/SiO$_2$2層からなる600nmのDBRでは,1.5Kから100mKまでの1mW/cm$^2$以下の熱伝導が得られる。 センチメートル規模のアーキテクチャでは、この分離レベルは近くの電子機器のワットレベルの冷却電力と互換性があり、市販の希釈冷凍機で約100mKの量子温度を維持している。

関連論文リスト

• Cryogenic Thermal Modeling of Microwave High Density Signaling [21.723487348914958]
  超伝導量子コンピュータは、室温から希釈冷凍機の混合室まで走る制御線を必要とする。 SC-086/50-SCN-CN半剛性同軸ケーブルの熱負荷について検討した。 記述されたアーキテクチャの理論的上限はおよそ200キュービットである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-04T02:38:24Z)
• Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。 我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。 我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z)
• Superconducting Qubits Above 20 GHz Operating over 200 mK [39.76747788992184]
  現在の超伝導マイクロ波量子ビットは、デコヒーレンスの発生源を避けるために極低温に冷却される。 超伝導量子ビットを高温で動作させるためには、準粒子の脱コヒーレンスと熱マイクロ波光子からの脱落の両方に対処する必要がある。 これまでに研究したよりも高周波数のトランスモンを24GHzまで製造した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-05T14:15:22Z)
• An anti-maser for quantum-limited cooling of a microwave cavity [58.720142291102135]
  低温下で凝縮物の状態を生成する方法の実験的検討を行った。 この状態は、空洞からマイクロ波光子を効率的に除去するために使用される。 このような「アンチメーザー」デバイスは、ミリケルビン温度への冷却を必要とするアプリケーションにとって非常に有益である可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-24T11:12:29Z)
• A highly-sensitive broadband superconducting thermoelectric single-photon detector [62.997667081978825]
  熱電検出器(TED)は、単一光子の吸収による有限温度差を開回路熱電圧に変換する。 TEDでは、選択した設計や素材に応じて、約15GHzから約150Hzの周波数の単一光子を公開できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-06T17:08:36Z)
• Measurement of the Low-temperature Loss Tangent of High-resistivity Silicon with a High Q-factor Superconducting Resonator [58.720142291102135]
  温度70mKから1Kの範囲で高比抵抗(100)シリコンウェハの直接損失タンジェント測定を行った。 この測定は, 高温超伝導ニオブ共振器を利用した技術を用いて行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-19T20:13:07Z)
• A scalable helium gas cooling system for trapped-ion applications [51.715517570634994]
  複数のイオントラッピング実験を同時に行うためのモジュラー冷却システムを提案する。 冷却システムは、70Kで111Wのネット冷却電力を最大4実験に供給することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-14T16:37:54Z)
• A high-sensitivity charge sensor for silicon qubits above one kelvin [0.6464439696329373]
  二重島SET(DISET)における2つの量子化状態間のトンネルを利用して、信号対雑音の精度を桁違いに向上した電荷センサを実証する。 ハードウェアのオーバーヘッドが小さければ、これらのセンサーは既存のqubitアーキテクチャに統合され、数ケルビンの温度で高密度の電荷を読み取ることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-11T03:45:19Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。