論文の概要: Characterization and Comparison of Energy Relaxation in Fluxonium Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.23636v1
• Date: Tue, 24 Mar 2026 18:21:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:10.985895
• Title: Characterization and Comparison of Energy Relaxation in Fluxonium Qubits
• Title（参考訳）: フラクソニウム量子ビットのエネルギー緩和特性と比較
• Authors: Kate Azar, Lamia Ateshian, Mallika T. Randeria, Renée DePencier Piñero, Jeffrey M. Gertler, Junyoung An, Felipe Contipelli, Leon Ding, Michael Gingras, Kevin Grossklaus, Max Hays, Thomas M. Hazard, Junghyun Kim, Bethany M. Niedzielski, Hannah Stickler, Kunal L. Tiwari, Helin Zhang, Jeffrey A. Grover, Jonilyn L. Yoder, Mollie E. Schwartz, William D. Oliver, Kyle Serniak,
• Abstract要約: フラクソニウム超伝導量子ビットは、長いコヒーレンス時間と高い単一および2量子ゲート密度を示す。 本研究では, フラキソニウム量子ビットエネルギー緩和時間$T_$に対する支配的制約について, 8つのプラナー, アルミニウムオンシリコン量子ビットの集合を用いて検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3735138621055794
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fluxonium superconducting qubits have demonstrated long coherence times and high single- and two-qubit gate fidelities, making them a favorable building block for superconducting quantum processors. We investigate the dominant limitations to fluxonium qubit energy relaxation time $T_1$ using a set of eight planar, aluminum-on-silicon qubits. We find that a circuit-based model for capacitive dielectric loss best captures the frequency dependence of $T_1$, which we analyze within both a two-level and a six-level energy relaxation model. We convert the measured $T_1$ into an effective capacitive quality factor $Q_\mathrm{C}^{\mathrm{eff}}$ to compare qubits on equal footing, accounting for independently estimated contributions from $1/f$ flux noise and radiative loss to the control and readout circuitry. We apply this methodology to compare qubits from two fabrication processes: a baseline process and one that applies a fluorine-based wet treatment prior to Josephson junction deposition. We resolve a small improvement of (13.8 $\pm$ 8.4$)\%$ in the process mean $Q_\mathrm{C}^{\mathrm{eff}}$, indicating that the fluorine treatment may have reduced loss from the metal-substrate interface, but did not address the primary source of loss in these fluxonium qubits.
• Abstract（参考訳）: フラクソニウム超伝導量子ビットは、長いコヒーレンス時間と高い単一および2量子ゲートの忠実さを示しており、超伝導量子プロセッサのビルディングブロックとして好適である。 本研究では, フラキソニウム量子ビットエネルギー緩和時間$T_1$に対する支配的制約について, 8つのプラナー, アルミニウムオンシリコン量子ビットの集合を用いて検討した。 容量誘電体損失の回路ベースモデルでは、T_1$の周波数依存性を最もよく捉え、2レベルと6レベルのエネルギー緩和モデルの両方で解析する。 測定値のT_1$を実効容量品質係数 $Q_\mathrm{C}^{\mathrm{eff}}$ に変換して等価な足場上の量子ビットを比較する。 本手法を用いて, ベースライン法とフッ化物系湿潤処理をジョセフソン接合沈着前に適用した2つの製造過程の量子ビットの比較を行った。 工程中の (13.8 $\pm$ 8.4$)\%$) の小さな改善は、$Q_\mathrm{C}^{\mathrm{eff}}$であり、フッ素処理が金属-基板界面からの損失を減少させた可能性があるが、これらのフラクソニウム量子ビットの損失源に対処しなかったことを示している。

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