平面二维量子比特中射频表面损耗分析

约瑟森结与分流电容器共同构成transmon量子比特,这是现代量子计算平台的基石。量子比特能维持量子态叠加的时间长度——即相干时间(T1),对可靠量子计算至关重要。该参数本质决定了量子信息的“有效寿命”,界定了在错误发生和信息丢失前可执行量子计算的时长。虽然transmon量子比特存在多种退相干来源,但超导体表面自然氧化层中的介电损耗通常被认为是主要因素。该研究通过数值模拟分析了不同transmon量子比特设计中平面超导天线的微波表面损耗,提出了一种估算纳米级超薄膜中能量参与比的渐近方法,并根据表面氧化物与衬底材料界面的电学特性,给出了可实现的射频损耗最小极限值预测。

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