在300毫米硅晶圆上制备的超高品质因数超导钽谐振器
超导谐振器是超导量子信息技术的核心,也是玻色子量子比特架构的关键,其中长寿命存储模式可实现硬件高效的纠错。在可扩展平面电路中实现超高品质因数极具挑战性,因为多种耗散通道共同导致总损耗。该团队报告了在300毫米超高电阻率(>10 kΩ·cm)本征硅衬底上,采用工业工艺制备的平面α-Ta谐振器,其内部Q因子的中位数超过4000万,最大值超过6000万。能量参与比分析识别出一种占主导地位的、受参与度控制的界面损耗机制,并对衬底相关的耗散给出了保守的上限。对于性能最佳的衬底,推断出的衬底损耗角正切低于1.0×10⁻⁸,这使得工业级MCZ硅成为超导谐振器领域损耗最低的衬底平台之一。同时,这些极低的损耗与常见的硅衬底指标(如室温电阻率或杂质浓度)之间没有明显的相关性。更广泛地说,这些研究确立了工业级300毫米加工工艺、精心的界面工程以及300毫米MCZ硅衬底,作为实现超高品质因数的谐振器密集型超导量子架构的有前景的平台。

