超导 Nb 薄膜中磁无序诱导退相干的微观理论

超导量子比特的性能比基于块体材料损耗角正切的理论估计低数个量级。这被归因于制备过程中形成的不可控表面氧化物，其可引入缺陷与杂质并产生退相干通道。在此，我们发展了一种第一性原理 Shiba 理论，以研究铌薄膜超导体中磁诱导退相干的微观起源及本征氧化物的形成。我们的第一性原理计算涵盖了结构无序、化学计量比和应变对退相干诱导局域自旋矩形成的作用。利用从这些第一性原理计算导出的参数，我们建立了超导体中磁诱导损耗的有效准经典模型。我们确定 d 通道损耗（与氧空位相关）尤其具有危害性，导致残余零温表面阻抗。该工作提供了连接超导材料原子尺度性质与影响量子系统的宏观退相干通道的途径。