电离辐射对超导量子比特相干性的影响
量子物理
2020-08-28 v2 核实验
仪器与探测器
摘要
任何量子比特技术的实际可行性都建立在长相干时间和高保真度操作之上，超导量子比特范式即是一个领先范例。然而，超导量子比特的相干性受到断裂库珀对（称为准粒子）的影响，其密度经实验观测比 Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超导理论在热平衡下预测的值高出数个数量级。先前工作表明红外光子会显著增加准粒子密度，但即使在隔离最好的系统中，其仍高于预期，暗示存在另一种产生机制。在本快报中，我们提供证据表明来自环境放射性材料和宇宙射线的电离辐射导致了这一观测差异，引起准粒子密度升高，最终将此处所测类型的超导量子比特相干时间限制在毫秒量级。我们进一步证明，引入辐射屏蔽可降低电离辐射通量，并与相干时间增加呈正相关。尽管对当今量子比特影响甚微，减少或缓解电离辐射的影响对于实现容错超导量子计算机至关重要。
引用
@article{arxiv.2001.09190,
title = {Impact of ionizing radiation on superconducting qubit coherence},
author = {Antti Vepsäläinen and Amir H. Karamlou and John L. Orrell and Akshunna S. Dogra and Ben Loer and Francisca Vasconcelos and David K. Kim and Alexander J. Melville and Bethany M. Niedzielski and Jonilyn L. Yoder and Simon Gustavsson and Joseph A. Formaggio and Brent A. VanDevender and William D. Oliver},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09190},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 12 figures