論文の概要: An ultracompact dilution refrigerator for fast quantum device characterization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.18699v1
- Date: Wed, 19 Aug 2026 08:54:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.348927
- Title: An ultracompact dilution refrigerator for fast quantum device characterization
- Title（参考訳）: 高速量子デバイスキャラクタリゼーションのための超コンパクト希釈冷凍機
- Abstract要約: 我々は, フルウォームアップサイクルを, 1.2時間で70mKのベース温度に到達させる超コンパクト希釈冷凍機を提案する。
2流体装置の完全なキャラクタリゼーションによりプラットフォームを検証した。
緩和時間はシステムの基本温度によって制限されるが、単一量子ゲートの忠実度は最大99%に達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.47340031544139977
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rapid thermal cycling is a central bottleneck in the development of superconducting quantum devices: conventional dilution refrigerators require cooldowns of a day or more and substantial cryogenic infrastructure, which throttles the fabricate-measure-redesign loop. We present an ultracompact dilution refrigerator (3 kg in mass and 100 mm in diameter) that completes a full cooldown-warm-up cycle to a base temperature of 70 mK in 1.2 hours when unloaded, and in 2.1 hours when fully equipped with the microwave wiring required for qubit measurements, while delivering 20 microW of cooling power at 100 mK. We validate the platform through a complete characterization of a two-fluxonium device: we extract the full circuit Hamiltonian by two-tone spectroscopy, measure energy-relaxation and coherence times, and benchmark single-qubit control. Although the relaxation time is limited by the base temperature of the system, we reach a single-qubit gate fidelity of up to 99%, at the coherence limit set by our operating temperature. These results demonstrate that compact, fast-cycling dilution refrigeration can support state-of-the-art quantum-device characterization without sacrificing measurement quality, offering a practical route to high-throughput quantum-hardware development.
- Abstract（参考訳）: 急激な熱サイクルは超伝導量子デバイスの開発において中心的なボトルネックであり、従来の希釈冷凍機は1日以上の冷却を必要とする。
本報告では,超コンパクト希釈冷凍機(質量3kg,直径100mm)について,20マイクロワットの冷却電力を100mKで供給しながら,過負荷時1.2時間で70mKのベース温度まで全冷却・ウォームアップサイクルを完了し,キュービット計測に必要なマイクロ波配線をフル装備した場合の2.1時間について述べる。
フル回路ハミルトニアンを2トーン分光法で抽出し,エネルギー緩和時間とコヒーレンス時間を測定し,単一ビット制御のベンチマークを行う。
緩和時間はシステムの基本温度によって制限されるが,動作温度によって設定されたコヒーレンス限界において,最大99%の単一量子ゲート忠実度に達する。
これらの結果から, 高速サイクルの希釈冷却は, 測定品質を犠牲にすることなく, 最先端の量子デバイス特性をサポートできることが示唆された。
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