相干且紧凑的范德华移位 transmon 量子比特
量子物理
2025-12-10 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
超导电性
摘要
当前先进的超导量子比特依赖于有限的薄膜材料。扩展其材料组合可以提高性能、拓展工作范围，并引入新的功能，但传统的薄膜制造方法阻碍了对新材料组合的系统性探索。范德华 (vdW) 材料提供了一个高度模块化的晶体平台，便于此类探索，同时实现可调控、更高温度运行和紧凑的量子比特几何结构。然而，是否可以支持量子相干性的完全 vdW 超导量子比特仍不为人知，以及在此类设备中在低温和升高温度下的损耗机制也不清楚。本文展示了由完全由 vdW Josephson 联结构成的量子相干的合并元素 transmon。这些第一代完全晶体量子比特在无外部 shunt 电容的情况下实现了微秒寿命，并占据紧凑的 footprint。能量 relax 测量，结合对 vdW 电容器的微波表征，指向介电损耗是高达数百毫开尔文时的主要 relax 通道。这些结果确立了 vdW 材料作为紧凑超导量子器件的可行平台。
引用
@article{arxiv.2512.08059,
title = {Coherent and compact van der Waals transmon qubits},
author = {Jesse Balgley and Jinho Park and Xuanjing Chu and Jiru Liu and Madisen Holbrook and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Archana Kamal and Leonardo Ranzani and Martin V. Gustafsson and James Hone and Kin Chung Fong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.08059},
year = {2025}
}