論文の概要: Connectivity-induced surface-loss penalty in superconducting qubit-coupler lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.10743v1
• Date: Sun, 12 Jul 2026 12:53:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.520537
• Title: Connectivity-induced surface-loss penalty in superconducting qubit-coupler lattices
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットカップラー格子における接続性誘起表面損失ペナルティ
• Abstract要約: 量子ビットをフリップチップキュービットカップラー格子に埋め込むと、高い接続性により表面の損失が大きくなることを示す。 この変化は、結合爪によるエッジフィールドの追加効果、より大きな連結金属ネットワーク上でのフィールド再分配、カプラモードによるハイブリダイゼーションの併用によるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.65979102483175
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent advances in design and fabrication have increased the energy-relaxation times of isolated superconducting transmon qubits to the hundreds-of-microseconds regime, with reported values exceeding 500 $μ$s. However, the same progress has not automatically translated to multiqubit processors, where qubits are embedded in connected qubit-coupler lattices and often exhibit much shorter lifetimes than isolated qubits. To identify possible sources of this discrepancy, here we use finite-element simulation to investigate how surface participation ratios and the resulting surface dielectric loss change when a qubit is embedded in a flip-chip qubit-coupler lattice. Controlled comparisons show that higher connectivity can indeed lead to larger surface loss: in the simulated lattice, connecting a qubit to two and four couplers increases the surface loss by factors of 1.3 and 1.8, respectively. We attribute this change to the combined effects of added edge fields from coupling claws, field redistribution over the larger connected metal network, and hybridization with coupler modes. We further examine how this connectivity-induced surface-loss penalty depends on the geometric design parameters of both the qubit electrodes and the coupling claws, and derive guidelines for designing low-loss multiqubit processors.
• Abstract（参考訳）: 設計と製造の最近の進歩は、分離された超伝導トランスモン量子ビットのエネルギー緩和時間を数百マイクロ秒体制に増加させ、500ドルを超えると報告されている。 しかし、同じ進歩は自動的にマルチキュービットプロセッサに変換されず、キュービットは接続されたキュービットカップラー格子に埋め込まれ、しばしば孤立したキュービットよりも長い寿命を示す。 そこで本研究では, 有限要素シミュレーションを用いて, 量子ビットをフリップチップ量子コプラ格子に埋め込んだ場合の表面積比と表面誘電損失の変化について検討する。 シミュレーション格子では、キュービットを2対と4対に接続すると、それぞれ 1.3 と 1.8 の係数で表面損失が増大する。 この変化は、結合爪によるエッジフィールドの追加効果、より大きな連結金属ネットワーク上でのフィールド再分配、カプラモードによるハイブリダイゼーションの併用によるものである。 さらに、この接続により引き起こされる表面損失ペナルティが、量子ビット電極と結合爪の両方の幾何学的設計パラメータにどのように依存するかを考察し、低損失マルチキュービットプロセッサの設計ガイドラインを導出する。

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