超导transmon量子比特的布线表面损耗
量子物理
2023-11-29 v1 超导电性
摘要
使用超导量子比特的量子处理器受介电损耗影响,导致噪声与耗散。量子比特通常设计为大的电容焊盘通过超导薄金属布线连接至非线性约瑟夫森结(或SQUID)。在此,我们报告有限元仿真与实验结果,证实transmon量子比特中超过50%的表面损耗可源自约瑟夫森结布线,并可能限制量子比特弛豫时间。基于参与比提取电容焊盘与布线的介电损耗角正切,我们显示对于实际量子比特设计,布线主导的表面损耗可能出现。随后,我们仿真了一个耦合至单个TLS缺陷库的量子比特,显示仅一小部分(~18%)耦合缺陷位于布线界面内,然而由于其更强的电磁场,其耦合强度高得多。最后,我们制备了六个可调浮置transmon量子比特,并通过布线设计优化实验演示了量子比特品质因子最高20%的提升。
引用
@article{arxiv.2311.16794,
title = {Wiring surface loss of a superconducting transmon qubit},
author = {Nikita S. Smirnov and Elizaveta A. Krivko and Anastasiya A. Solovieva and Anton I. Ivanov and Ilya A. Rodionov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.16794},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 8 figures