論文の概要: TLS loss in superconducting resonators on epitaxial hBN thin films

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.12556v1
• Date: Thu, 08 Oct 2026 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.225082
• Title: TLS loss in superconducting resonators on epitaxial hBN thin films
• Title（参考訳）: エピタキシャルhBN薄膜における超伝導共振器のTLS損失
• Abstract要約: 数層, エピタキシャル六方晶窒化ホウ素(hBN)上におけるニオブ共振器の作製と測定 2レベルシステムの電力・温度・時間変動に対する応答を調査する電波測定を行う。 この研究は、固体量子系におけるフォノンによる相関誤差を取り除くための物質駆動戦略への第一歩である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8691790085885237
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The integration of low-loss dielectrics into superconducting circuits is of importance to the functionality of quantum computers and sensors. In this work, we fabricate and measure niobium resonators atop few-layer, epitaxial hexagonal boron nitride (hBN) grown by Molecular Beam Epitaxy on a sapphire substrate and compare against a control counterpart without hBN. We conduct radiofrequency measurements which probe the responses to power, temperature, and temporal fluctuations of two-level systems. The resonators integrating hBN maintain low dielectric loss with a low-power internal loss tangent on the order of $10^{-6}$, and demonstrate hBN can be added to the conventional superconducting qubit stack with minimal degradation of the quality factor. This research represents a first step towards a materials-driven strategy to eliminate phonon-mediated correlated errors in solid-state quantum systems, which leverages the thermal properties of 2D materials to prevent athermal phonons excited in the device substrate from transmitting across the superconductor-substrate interface. The same technique applied to quantum sensors would maximize phonon collection by blocking phonons from entering passive metal films.
• Abstract（参考訳）: 低損失誘電体を超伝導回路に統合することは、量子コンピュータやセンサーの機能において重要である。 本研究では,サファイア基板上に分子線エピタキシャル成長した数層ヘキサゴナル窒化ホウ素 (hBN) 上にニオブ共振器を作製して測定し,hBNを含まない制御体との比較を行った。 2レベルシステムの電力・温度・時間変動に対する応答を調査する電波測定を行う。 hBNを結合した共振器は10^{-6}$で低誘電損失タンジェントで低誘電損失を保ち, 従来の超伝導量子ビットスタックにhBNを添加できることを示す。 本研究は, 固体量子系におけるフォノンによる相関誤差を取り除くための材料駆動型戦略に向けた第一歩であり, 2次元材料の熱的特性を活用して, デバイス基板に励起された熱的フォノンが超伝導体-基板界面を透過するのを防ぐ。 量子センサーに適用された同様の技術は、フォノンが受動金属膜に入るのを阻止することでフォノンの蓄積を最大化する。

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