Niobium 共振器中磁涡旋损失的量化：在 mK 温度下的实验研究

镍锆中的捕获磁涡旋会引入微波损失，降低超导共振器的性能。虽然此类损失在1~K以上温度下已有大量研究，但本文报告了在毫开尔文温度及低光子 regime 下对损失的直接量化，这些条件与量子器件相关。我们使用一个高品质因子的3D镍锆腔体，在受控磁场下通过其超导相变进行冷却，隔离涡旋导致的损失，并发现感度的电阻分量 $S$ 在10~mK和6~GHz 下约为2~n$\Omega$/mG。初始衰减率主要来自镍锆氧化物的双电子系统（TLS）损失，当捕获磁通 $B_{\text{trap}}\sim$~50~mG 时，涡旋导致的 $T_1$ 退化才会显现。在无氧化物的情况下，即使只有10~mG的捕获磁通也会限制性能 $Q_0\sim$~10$^{10}$，或 $T_1\sim$~350~ms，这凸显了严格磁场屏蔽的必要性。电阻灵敏度 $S$ 随温度下降，基本与磁场无关；而电容分量 $S'$ 在0.8~K 附近呈现最大值。这些行为可在零 creep 极限下通过 Coffey-Clem 框架进行良好建模，假设涡旋钉扎受热激发过程增强。我们的结果表明，镍锆基 transmon 量子比特可容忍捕获磁场水平达数百 mG 的涡旋耗散，但要实现长相干时间仍需严格的磁场屏蔽以抑制来自其他机制的低场损失。