基于原子层沉积的全氮化超导量子比特
量子物理
2025-11-13 v1
摘要
大规模量子处理器的发展受益于能够在较高温度下运行且可采用可扩展、foundry 兼容工艺制造的超导量子比特。原子层沉积（ALD）正日益成为薄膜生长的工业标准，尤其适用于对层厚度和组成精确控制有要求的应用。本文报道了完全采用 ALD 沉积的 NbN/AlN/NbN 三层结构超导量子比特。通过变化 ALD 循环数以形成不同厚度的 AlN 隔层，实现Josephson隧穿，其临界电流密度跨越七个数量级，展示了工艺的均匀性和灵活性。鉴于 NbN 的高临界温度，这些基于全氮化三层结构的 transmon 量子比特即使在 300 mK 以上温度下也表现出微秒级的弛豫时间。这些结果确立了ALD作为超导量子电路的可行低温沉积技术，并将全氮化ALD量子比特定位为在较高温度下运行的有前景平台。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.08931,
title = {All-nitride superconducting qubits based on atomic layer deposition},
author = {Danqing Wang and Yufeng Wu and Naomi Pieczulewski and Prachi Garg and Manuel C. C. Pace and C. G. L. Bøttcher and Baishakhi Mazumder and David A. Muller and Hong X. Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08931},
year = {2025}
}
备注
4 figures in the main text