抗磁场 3D transmon 中的准粒子效应

最近的研究表明，超导量子比特的准粒子诱导退相干取决于源自 Al/AlO$_x$/Al 结中顶部和底部薄膜厚度不同的超导能隙不对称性。磁场是研究这种依赖关系的关键调节旋钮，因为它可以原位改变超导能隙。我们展示了对具有高达 0.41T 面内磁场的抗磁场 3D transmon 的宇称切换时间的测量。在低磁场下，微小的宇称分裂需要 qutrit 脉冲序列来进行宇称测量。我们测量了宇称寿命随面内磁场的非单调演化：在高达 0.2T 时增加，随后在更高磁场下减小。我们证明了超导能隙不对称性在观察到的行为中起着至关重要的作用。在零磁场下，量子比特频率几乎与超导能隙差共振，有利于与准粒子的能量交换，从而增强了宇称切换率。随着磁场增高，量子比特频率降低并与能隙差失谐，导致宇称寿命初始增加，而光子辅助量子比特跃迁增加，导致在更高磁场下随后减小。除了更深入地了解传统 transmon 量子比特中的宇称切换机制外，我们还确立了 Al-AlO$_x$-Al 约瑟夫森结（JJs）可用于基于马约拉纳零模的拓扑量子比特的宇称读取和操控架构中。