超导量子比特中 $1/f$ 磁通噪声在弱磁场下的演化
介观与纳米尺度物理
2023-06-14 v1 量子物理
摘要
尽管进行了广泛的实验和理论研究，超导电路中 磁通噪声的微观起源几十年来一直是个开放问题。量子信息超导器件近期进展凸显了缓解量子比特退相干源的必要性，重新激发了理解底层噪声机制的关注。尽管已将磁通噪声归因于表面自旋达成共识，但其身份与相互作用机制仍不清楚，促使进一步研究。在此，我们对电容分流磁通量子比特（其中表面自旋的塞曼分裂低于器件温度）施加弱面内磁场，并研究受磁通噪声限制的量子比特退相位，揭示了先前未探索的趋势，可能阐明涌现的 噪声背后的动力学。值得注意的是，我们观察到在高达 的磁场下自旋回波（Ramsey）纯退相位时间的增强（抑制）。通过直接噪声谱学，我们进一步观察到低于 10 Hz 时从 到近似洛伦兹频率依赖的过渡，以及随磁场增加在 1 MHz 以上噪声的降低。我们建议这些趋势在定性上与自旋簇尺寸随磁场增大一致。这些结果应有助于构建超导电路中 磁通噪声的完整微观理论。
引用
@article{arxiv.2301.07804,
title = {Evolution of $1/f$ Flux Noise in Superconducting Qubits with Weak Magnetic Fields},
author = {David A. Rower and Lamia Ateshian and Lauren H. Li and Max Hays and Dolev Bluvstein and Leon Ding and Bharath Kannan and Aziza Almanakly and Jochen Braumüller and David K. Kim and Alexander Melville and Bethany M. Niedzielski and Mollie E. Schwartz and Jonilyn L. Yoder and Terry P. Orlando and Joel I-Jan Wang and Simon Gustavsson and Jeffrey A. Grover and Kyle Serniak and Riccardo Comin and William D. Oliver},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07804},
year = {2023}
}