六方氮化硼（hBN）作为超导量子电路与量子比特的低损耗介电质
介观与纳米尺度物理
2022-01-31 v2 材料科学
量子物理
摘要
在微波频率下具有低损耗的介电质对于高相干固态量子计算平台至关重要。我们通过测量由NbSe-hBN-NbSe异质结构集成于超导电路中构成的平行板电容器（PPC）的品质因子，研究了六方氮化硼（hBN）薄膜在微波波段下的介电损耗。提取的hBN微波损耗角正切在低温、单光子区间被限制为至多处于量级中值范围。我们将hBN PPC与铝约瑟夫森结集成，实现了相干时间达25 s的transmon量子比特，与谐振腔测量推断的hBN损耗角正切一致。与传统全铝共面transmon相比，hBN PPC将量子比特特征尺寸减小了约两个数量级。我们的结果确立了hBN作为一种有前景的介电质，可用于构建相干性高且 footprint 大幅减小的量子电路，并具有高能量参与度，有助于减少不必要的量子比特串扰。
引用
@article{arxiv.2109.00015,
title = {Hexagonal Boron Nitride (hBN) as a Low-loss Dielectric for Superconducting Quantum Circuits and Qubits},
author = {Joel I-J. Wang and Megan A. Yamoah and Qing Li and Amir H. Karamlou and Thao Dinh and Bharath Kannan and Jochen Braumueller and David Kim and Alexander J. Melville and Sarah E. Muschinske and Bethany M. Niedzielski and Kyle Serniak and Youngkyu Sung and Roni Winik and Jonilyn L. Yoder and Mollie Schwartz and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Terry P. Orlando and Simon Gustavsson and Pablo Jarillo-Herrero and William D. Oliver},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.00015},
year = {2022}
}