論文の概要: Localized Thermometry via Dayem Bridges Integrated on Superconducting Qubit Chips
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.06670v1
- Date: Tue, 07 Jul 2026 18:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-09 22:50:30.188102
- Title: Localized Thermometry via Dayem Bridges Integrated on Superconducting Qubit Chips
- Title（参考訳）: 超電導クビットチップを一体化したデイムブリッジによる局部熱測定
- Abstract要約: 本研究では, トランスモン量子ビットと同じチップ上に集積された超伝導ダイム橋を用いた相補的なオンチップ温度測定法を示す。
ダエム橋の臨界電流をI-V測定から抽出することにより,チップ温度の局所的,定量的な測定値が得られる。
その結果,Dayemブリッジを低温ハードウェア開発のためのシンプルで非侵襲的でスケーラブルなツールとして確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate knowledge of the on-chip temperature is essential for understanding and optimizing the performance of superconducting qubits, yet direct thermometry at millikelvin temperatures remains challenging. While qubits themselves are sensitive to the temperature of their environment, other factors may affect the qubits` effective temperature, and using them as thermometers with any accuracy requires specialized measurement protocols and qubit designs, limiting their practicality for routine diagnostics and adding complex infrastructure to any hardware testing apparatus. Here we demonstrate a complementary on-chip thermometry method based on superconducting Dayem bridges that are integrated on the same chip as transmon qubits. By extracting the critical current of the Dayem bridge from I-V measurements, we obtain a local, quantitative measure of the chip temperature without the need for microwave calibration or qubit-specific control sequences. To demonstrate the utility of the Dayem bridges as thermometers, we fabricate them in-situ with qubits on the same chip, calibrate the Dayem bridge critical current as a function of temperature, and characterize its resolution and stability at cryogenic temperatures. We additionally perform simultaneous measurements of the Dayem bridge thermometer and qubit excited-state population, and show agreement over the relevant temperature range, validating the method against established qubit thermometry. Furthermore, we correlate the independently measured chip temperature with qubit energy relaxation and dephasing times, demonstrating the utility of this approach for diagnosing temperature-dependent decoherence mechanisms. These results establish integrated Dayem bridges as a simple, non-invasive, and scalable tool for cryogenic hardware development, and on chip thermometry in superconducting quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: オンチップ温度の正確な知識は超伝導量子ビットの性能の理解と最適化に不可欠であるが、ミリケルビン温度での直接熱測定は依然として困難である。
クビット自体が環境の温度に敏感であるが、他の要因はクビットの有効温度に影響を与える可能性があり、任意の精度で温度計として使用するには特別な測定プロトコルやクビット設計が必要であり、定期的な診断の実用性や複雑なインフラをあらゆるハードウェア試験装置に追加する必要がある。
ここでは, トランスモン量子ビットと同じチップ上に集積された超伝導ダイムブリッジをベースとした, 相補的なオンチップ温度測定法を示す。
I-V測定からデイエム橋の臨界電流を抽出することにより,マイクロ波キャリブレーションやキュービット固有の制御シーケンスを必要とせずに,チップ温度の局所的,定量的な測定値が得られる。
温度計としてのデイエムブリッジの有用性を実証するため,同じチップ上にキュービットでその場で製造し,温度関数としてデイエムブリッジ臨界電流を校正し,その分解能と温度安定性を特徴付ける。
さらに, ダエムブリッジ温度計とクビット励起状態の同時測定を行い, 関連する温度範囲について一致を示し, 確立したクビット温度測定に対する手法の有効性を検証した。
さらに, 独立に測定したチップ温度を, クビットエネルギー緩和と劣化時間と相関させ, 温度依存性のデコヒーレンス機構の診断における本手法の有用性を実証した。
これらの結果は,超伝導量子回路における冷却ハードウェア開発およびチップ温度測定のための,シンプルで非侵襲的でスケーラブルなツールとして,Dayemブリッジを統合した。
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