論文の概要: Epitaxial NbN-junction-based self-shunted superconducting flux qubit with high anharmonicity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.04821v1
• Date: Sun, 04 Oct 2026 00:02:58 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-10-06 21:20:15.462
• Title: Epitaxial NbN-junction-based self-shunted superconducting flux qubit with high anharmonicity
• Title（参考訳）: エピタキシャルNbN接合をベースとした高調波性超伝導束量子ビット
• Abstract要約: SSFQ(Self-shunted superconducting flux qubit)は超コンパクトで、強調和で、長寿命の量子ビットである。 NbN結合型SFQは797MHzの高調波性を実現した。
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• Abstract: We report a demonstration of a self-shunted superconducting flux qubit (SSFQ) as an ultracompact, strongly anharmonic, and long-lifetime qubit by using the full epitaxially grown NbN/AlN/NbN Josephson junctions. The NbN-junction-based SSFQ achieved a high anharmonicity of 797 MHz as well as drastically reduced footprint of the qubit compared to capacitively shunted (C-shunt) flux qubits with a large shunt capacitor. The lifetime of the SSFQ reached 13 - 25 $μ$s, which is comparable to or relatively higher than that of NbN-based C-shunt flux qubits and Al-based flux qubits with more than 10 times smaller junctions. This indicates that the large epitaxial NbN-based junction can be adopted for SSFQ as well as merged-element transmon with the relatively large junctions. The results presented in this work will offer a new choice of the scalable qubits as well as the material platform toward the realization of large-scale superconducting quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, NbN/AlN/NbNジョセフソン接合を用いた超コンパクト, 強無調波, 長寿命量子ビットとして, 自励超電導磁束量子ビット(SSFQ)を実証した。 NbN結合型SFQは797MHzの高調波性を実現し、大きなシャントコンデンサを持つ容量的に絞られた(C-シャント)フラックスキュービットと比較して、量子ビットのフットプリントを大幅に削減した。 SSFQの寿命は13 - 25$μ$sに達し、これはNbN系CシャントフラックスキュービットとAl系フラックスキュービットの10倍以上の小さいジャンクションに匹敵する。 このことは、SSFQには大きなエピタキシャルNbN基接合が採用でき、また比較的大きな接合を持つ融合元素トランスモンも採用可能であることを示唆している。 この研究で示された結果は、スケーラブルな量子ビットの新しい選択と、大規模超伝導量子コンピュータの実現に向けた材料プラットフォームを提供する。

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