强局域化区域中基于可扩展石墨烯测辐射热计的量子就绪微波探测

通过利用电荷载流子的量子干涉，在碳化硅上生长的外延石墨烯成为一种颠覆性的超灵敏测辐射热计传感平台，其固有的电阻温度计响应是任何其他石墨烯变体所无法比拟的。通过实现低且均匀的载流子密度，我们进入了一种新的强电荷局域化状态，这显著降低了热导率，从而大幅提升了测辐射热计的性能。在此，我们展示了为探测 GHz 范围光子而设计的可扩展石墨烯测辐射热计，该频段对超导量子处理器至关重要。得益于热导率对温度的陡峭依赖关系（当 $T<100~$mK 时 $G_{\rm th}\sim T^4$），我们的器件在 $T=40~$mK 时实现了 40 zW$/\sqrt{\rm Hz}$ 的最先进等效噪声功率。这些结果确立了外延石墨烯测辐射热计作为多功能且低反作用探测器的地位，为下一代量子处理器解锁了新的可能性，并开创了对强纠缠量子系统的热力学和热化途径的探索。