低微波损耗高机械相干性的紧凑型超导真空间隙电容用于可扩展量子电路
量子物理
2025-05-16 v2 应用物理
摘要
真空间隙电容最近因其紧凑设计和在微波频段的异常低介质损耗而引起广泛关注. 它们固有地支持机械振动模式，使其特别适用于电路机械共振. 然而，对间隙尺寸的精确控制以及实现高相干性机械模仍是长期存在的挑战. 本文present了一种用于支持超高相干性机械运动、 exhibits 低微波损耗且占据显著较小版面积的真空间隙电容的详细且可扩展的制造工艺. 通过采用计划化 牺牲层，我们实现了约 150 nm 的真空间隙. 在该平台上，我们最近演示了质量因子达 4000 万的机械振子的基态冷却和运动压缩，相较于先前工作提升了约一个数量级，同时实现了约 15Hz 的单光子机械耦合率. 其他成就包括实现 24 个站点的机械拓扑晶格以及观察机械六元体的量子集体动力学. 总体而言，这些结果凸显了真空间隙电容作为将超导量子比特耦合到机械系统、实现量子存储以及探测量子引力效应平台的潜力.
引用
@article{arxiv.2501.03211,
title = {Compact superconducting vacuum-gap capacitors with low microwave loss and high mechanical coherence for scalable quantum circuits},
author = {Amir Youssefi and Mahdi Chegnizadeh and Marco Scigliuzzo and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03211},
year = {2025}
}