面向超导量子系统的微波至红外噪声光子通量调控
量子物理
2022-01-20 v4 应用物理
摘要
电磁滤波对于在毫开尔文温度下对超导量子电路进行相干控制、操作和读取至关重要。在几 GHz 跃迁频率附近抑制杂散模式已得到充分理解，主要通过片上和封装方面的考量来实现。更高频率（超出库珀对断裂能）的噪声光子会导致退相干，并需要在到达封装后的量子芯片之前进行频谱工程处理。通入制冷机并连接至量子电路的外部导线为这些光子提供了直接路径。本文包含通过同轴、滤波布线的噪声光子通量的定量分析与实验数据。给出了同轴电缆在室温下的衰减以及典型布线配置下的噪声光子通量估计。展示了采用 CR-110 和 Esorb-230 吸收性介电填充的紧凑型低温微波低通滤波器，以及其在室温和高达 70 GHz 低温下的实验数据。滤波器的截止频率在 1 至 10 GHz 之间，由滤波器长度设定，而滚降则取决于材料。测量了 Esorb-230 材料在 75 至 110 GHz 库珀对断裂频率范围内的相对介电常数和磁导率，并计算了该频率范围内的滤波器特性。估计表明滤波器对噪声光子通量有显著抑制，证明了其在超导量子系统实验中的实用性。
引用
@article{arxiv.2107.09331,
title = {Engineering the microwave to infrared noise photon flux for superconducting quantum systems},
author = {Sergey Danilin and João Barbosa and Michael Farage and Zimo Zhao and Xiaobang Shang and Jonathan Burnett and Nick Ridler and Chong Li and Martin Weides},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09331},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 12 figures, 5 tables