用于电路量子电动力学的内部品质因数超过 15 亿的铌同轴腔

V 族材料（如铌和钽）已成为扩展电路量子电动力学 (cQED) 平台性能的流行选择，使得量子处理器和存储器具有更低的错误率和更多的模式。然而，铌复杂的表面化学性质使得在毫开尔文温度和单光子功率下识别主要的退相干模式变得困难。我们使用铌同轴四分之一波腔来研究蚀刻化学、 prolonged 大气暴露以及冷却前后和期间腔体条件（特别是氢化铌的演变）对单光子相干性的影响。我们展示了在单光子机制下内部品质因数 $Q_{int}>1.4\times10^9$ 的腔体，比相同几何形状的铝腔提高了 15 倍。我们严格量化了制造工艺对各种损耗机制的敏感性，并展示了与传统 BCP 蚀刻技术相比，双能级系统 (TLS) 损耗角正切降低了 2-4 倍，剩余电阻提高了 3-5 倍。最后，我们展示了 transmon 集成和相干腔控制，同时保持了 11.3 ms 的腔体相干性。我们方法的可及性（易于在学术实验室环境中复现）及其性能演示标志着 3D cQED 的一项进步。