論文の概要: Suppression of Quasiparticle Poisoning to $10^{-11}$ Levels in Superconducting Qubits via Infrared Shielding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.07339v1
- Date: Fri, 05 Jun 2026 14:51:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-08 14:33:29.795139
- Title: Suppression of Quasiparticle Poisoning to $10^{-11}$ Levels in Superconducting Qubits via Infrared Shielding
- Title（参考訳）: 赤外遮蔽による超伝導量子ビットの準粒子汚染の10-11$レベルへの抑制
- Authors: Wei-En Lin, Chen-Hsun Ma, Erh-Hsiang Yeh, Wei-Lun Peng, Yu-Sen Wei, Hsi-Sheng Goan, Cen-Shawn Wu, Chung-Ting Ke, Yung-Fu Chen, Chii-Dong Chen,
- Abstract要約: 超伝導量子ビットにおける3つの赤外線遮蔽下での準粒子中毒について検討した。
遮蔽性能の向上により, スイッチングレートを4桁以上抑制できることを示す。
これは、これまで文献で報告された最も低い準粒子密度を表している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0508605668588036
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quasiparticle poisoning bottlenecks superconducting qubits, limiting coherence and the scalability of quantum processors. In this work, we systematically investigate quasiparticle poisoning in superconducting qubits under three infrared (IR) shielding configurations, ranging from a dedicated multi-layer design to a simplified implementation. By measuring quasiparticle-induced parity switching, we demonstrate a suppression of the switching rate by over four orders of magnitude via the implementation of improved shielding. In the best configuration, the rate decreases over time following cooldown and reaches 0.069$\,$Hz on day 34, corresponding to an anticipated quasiparticle density per Cooper pair of $1.88\times10^{-11}$. To our knowledge, this represents the lowest quasiparticle density reported in the literature to date. The remaining quasiparticle population is likely dominated by sporadic phonon bursts stemming from mechanical stress release in the on-chip films, as well as from the surrounding environment. The effective qubit temperature follows the phonon bath down to 17$\,$mK, enabling initialization errors of $\sim 0.01\%$ for 3$\,$GHz qubits. These results demonstrate that proper IR shielding and thermalization are essential for suppressing quasiparticle poisoning and enabling high-coherence, scalable superconducting qubit systems.
- Abstract（参考訳）: 準粒子中毒は量子ビットを超伝導し、コヒーレンスと量子プロセッサのスケーラビリティを制限する。
本研究では,3つの赤外線遮蔽構成下での超伝導量子ビットの準粒子中毒を,専用多層膜設計から簡易化に至るまで,系統的に研究する。
準粒子誘起パリティスイッチングの測定により, 遮蔽性能の向上により, スイッチング速度を4桁以上抑制できることを示した。
最適構成では、冷却後の時間とともに減少し、クーパー対当たりの1.88 時間 10^{-11}$ の準粒子密度に応じて、34日目に0.069$\,$Hzに達する。
我々の知る限り、これはこれまでの文献で報告された準粒子密度の最低値である。
残りの準粒子群は、オンチップ膜や周囲環境からの機械的応力放出から生じる散発的なフォノンバーストに支配されている可能性が高い。
有効量子ビット温度はフォノンバスを17$\,$mKに下げ、$\sim 0.01\%$ for 3$\,$GHz qubitsの初期化エラーを可能にする。
これらの結果から, 準粒子汚染を抑制し, 高コヒーレンスでスケーラブルな超伝導量子ビットシステムを実現するためには, 適切なIR遮蔽と熱化が不可欠であることが示唆された。
関連論文リスト
- Achieving speedup in Dark Matter search experiments with a transmon-based NISQ algorithm [29.475562059710892]
超軽量のボソニックダークマターのコヒーレント検出は、超伝導量子ビット中の遅いラビ振動を監視することで達成できる。
2量子ゲートを用いた隠れ光子運動混合パラメータ$$に対する感度を高めるアンシラ支援ゲートベースプロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-03T16:59:01Z) - Recovery dynamics of a gap-engineered transmon after a quasiparticle burst [0.0]
電離放射線の影響は超伝導量子ビット中の準粒子密度のバーストを生み出す。
これらのバーストは一時的に量子ビットコヒーレンスを分解し、量子誤り訂正に寄与する。
量子ビット遷移を連続的に監視することにより、3次元ギャップエンジニアリングされたトランモン量子ビット中の準粒子バーストを実験的に解決する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-05-12T22:22:57Z) - Quantifying Trapped Magnetic Vortex Losses in Niobium Resonators at mK Temperatures [0.0]
ニオブ中の捕捉された磁気渦は超伝導共振器の性能を低下させるマイクロ波損失をもたらす。
制御磁場中における超伝導転移によって冷却された高品質な3次元ニオブ空洞を用いて,渦誘起損失を分離する。
以上の結果から,ニオブをベースとしたトランスモンクビットは,数百mGまでの捕捉野での渦誘発散逸を許容できる可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-18T18:12:36Z) - Millimeter-Wave Superconducting Qubit [39.76747788992184]
超伝導量子ビットはミリ波範囲(100GHz付近)までスケールアップされる
これは、希少な3ドルHeの冷蔵庫への依存を取り除き、低温システムを簡単にし、冷却電力を桁違いに高めることによる多くの利点がある。
このミリ波量子エミッタのデモンストレーションは、高周波光子検出における感度閾値を高めるためのエキサイティングな展望を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-17T20:38:17Z) - Unimon qubit [42.83899285555746]
超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。
本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z) - Engineering superconducting qubits to reduce quasiparticles and charge
noise [14.613106897690752]
量子ビットを小さくすることで準粒子生成を制御する方法の実験的検討を行った。
超伝導ギャップ上に量子ビットの電磁環境を形成し, 準粒子中毒を抑制する。
この結果は, 準粒子生成は接合部におけるクーパー対の破断に支配されているという仮説を支持する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-03T06:40:21Z) - Ultrafast renormalization of the onsite Coulomb repulsion in a cuprate
superconductor [8.775772298435337]
我々は、銅酸化物超伝導体におけるハバード$U$の光誘起再正規化を示すために、時間分解X線吸収分光法を用いている。
強度フェムト秒レーザーパルスは、Zhang-Rice一重項エネルギーの影響を受けずに、上ハバードバンドの相当な赤方偏移を引き起こすことを示す。
酸化銅における動的ハバード$U$再正規化の実証は、超伝導、磁性、および光駆動量子材料における他の長距離秩序相の実現のための新しい戦略への道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T17:59:42Z) - Intrinsic mechanisms for drive-dependent Purcell decay in
superconducting quantum circuits [68.8204255655161]
キャビティ・クビット・デチューニングは,多種多様な設定において,非ゼロフォトニック集団がクビット崩壊パーセルを増大または減少させるか否かを制御している。
本手法は,ケディシュによるシステム処理の知見とリンドブラッド理論を組み合わせたものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:21:31Z) - Algorithmic Ground-state Cooling of Weakly-Coupled Oscillators using
Quantum Logic [52.77024349608834]
本稿では,低冷却モードから効率的な冷却モードへフォノンを転送するための新しいアルゴリズム冷却プロトコルを提案する。
我々は、Be$+$-Ar$13+$混合クーロン結晶の2つの運動モードを同時にゼロ点エネルギーに近づけることで、実験的にこれを実証した。
この2つのモードで, 残留温度はTlesssim200mathrmmu K$のみである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T17:46:15Z) - Impact of ionizing radiation on superconducting qubit coherence [43.13648171914508]
環境放射性物質と宇宙線は、ここで測定されたタイプの超伝導量子ビットをミリ秒間におけるコヒーレンス時間に制限する準粒子密度の上昇に寄与することを示す。
放射線遮蔽の導入は、電離放射線のフラックスを減少させ、コヒーレンス時間の増加と正に相関する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-24T20:59:46Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
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。