基于动能电感探测器的低温μ子标记系统用于超导量子处理器
电离辐射已成为限制超导量子处理器性能的关键因素,其引发的准粒子爆发和关联误差对容错操作构成严峻挑战。其中大气μ介子因其高能量与强穿透性尤为棘手,使得被动屏蔽措施失效。为此,实时监测μ介子通量对开发新型纠错或保护策略至关重要。该研究团队提出了一种基于动力学电感探测器(KIDs)的低温μ介子标记系统,通过设计、仿真与首轮实验验证,展示了其与超导量子处理器的集成潜力。 该系统由垂直堆叠的两个KID探测器构成,工作于20mK极低温环境。基于Geant4的蒙特卡洛模拟不仅指导了原型设计,还为μ介子标记效率及环境γ射线导致的偶然符合事件提供了预期基准。实测数据显示,上下探测器的μ介子诱发符合事件率为(192±9)×10⁻³次/秒,与模拟预测高度吻合。该原型系统实现了约90%的μ介子标记效率,且死时间可忽略不计。 这些成果证实了毫开尔文温区运行μ介子标记系统的可行性,为未来与多量子比特芯片集成、实时规避或修正μ介子诱发误差开辟了道路。
量科快讯
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