Q-NEXT研制高电阻抗超导薄膜,有望增强混合量子器件与量子传感性能

技术研究 QuantumWire 2026-09-05 17:17
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2026年6月23日——超导材料是许多量子技术的关键组成部分,包括极其灵敏的探测器、量子计算机以及连接不同类型量子系统的设备。研究人员常常希望材料具备的一种特性是高动生电感,这种特性有助于增强量子器件之间的相互作用,并能改善其性能。

在这篇论文中,Q-NEXT的研究人员开发出一种氮化钛超薄膜,其特性使其特别适合量子应用。该薄膜厚度仅为27纳米,在3.8开尔文(约零下269摄氏度)的温度下进入超导态。测试表明,它具有很高的动生电感和电阻抗——这两者都是许多量子器件所期望的特性。

这些特性可使微波光子更容易与量子比特或其他量子系统发生相互作用,从而提升混合量子器件和高灵敏度传感器的性能。该材料还能自然产生一些对构建量子放大器和量子比特有用的效应。此外,由于与其他一些材料相比,它在相对较高的温度下仍能保持超导态,因此也可能使未来的量子器件更易于操作。

该论文作者为Juliang Li、Peter S. Barry、Thomas Cecil、Marharyta Lisovenko、Volodymyr Yefremenko、Wang Gensheng、Serhii Kruhlov、Goran Karapetrov和Clarence Chang,他们在阿贡国家实验室、芝加哥大学、卡迪夫大学、德雷塞尔大学和Kavli宇宙物理研究所开展了这项研究。