利用氟化物表面处理提高 Transmon 量子比特性能
量子物理
2025-07-14 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
降低材料和工艺引起的退相干是开发基于超导量子比特的大规模量子处理器的关键挑战。本文报告了两种氟化物湿法刻蚀对固定频率 transmon 量子比特（采用铝基金属化）的 Josephson 结(JJ)下硅片表面处理的影响。通过多种材料分析技术，我们证明这些表面处理能够去除我们 JJ 制造过程中引入的锗残留物，而无需对整体工艺流程进行其他更改。这些表面处理结果显著提高了最佳工艺的能量泄漏时间，中位数 s，对应品质因子 。该结果表明，JJ 以下的金属-基片界面是 transmon 量子比特电路在集成这些表面处理之前 microwave loss 的主要贡献者之一。 Furthermore, this work illustrates how materials analysis can be used in conjunction with quantum device performance metrics to improve performance in superconducting qubits.
引用
@article{arxiv.2507.08089,
title = {Improving Transmon Qubit Performance with Fluorine-based Surface Treatments},
author = {Michael A. Gingras and Bethany M. Niedzielski and Kevin A. Grossklaus and Duncan Miller and Felipe Contipelli and Kate Azar and Luke D. Burkhart and Gregory Calusine and Daniel Davis and Renée DePencier Piñero and Jeffrey M. Gertler and Thomas M. Hazard and Cyrus F. Hirjibehedin and David K. Kim and Jeffrey M. Knecht and Alexander J. Melville and Christopher O'Connell and Robert A. Rood and Ali Sabbah and Hannah Stickler and Jonilyn L. Yoder and William D. Oliver and Mollie E. Schwartz and Kyle Serniak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08089},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 10 figures, 2 tables