超导量子比特与缺陷模式强耦合的损耗缓解

先进超导量子比特的能量弛豫的主要贡献常归因于其与表现为两水平系统的材料缺陷 ensemble 的耦合。这些缺陷具有不同的微观特征，导致可观测的缺陷属性，如共振频率、相干时间和与量子比特耦合率 $g$ 范围很大。我们研究了缓解与量子比特强耦合缺陷 ($g/2\pi\ge$ 0.5 MHz) 的策略。这种强耦合缺陷对量子比特的相干性以及依赖频率偏移的运算保真度（如通量激活的双量子比特门）尤其有害。为评估其影响，我们对 92 个可调频率的量子比特进行交换谱测量，并量化这些强耦合模式的谱密度。我们显示，缺陷的频率配置通过将样本加热至室温而被重新排列，而缺陷总数的 processor 倾向于保持不变。我们随后探索了通过系统性测量其谱密度来制造具有较少强耦合缺陷模式的量子比特的方法，包括逐步减小 Josephson 结的尺寸以及 various surface cleaning methods。我们的结果提供了对强耦合缺陷模式性质的洞见，并显示了最小化 Josephson 结尺寸以提高量子比特性能的好处。