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双层系统（TLS）是导致超导量子比特能量耗散和退相干的主要来源。相较于包含约瑟夫森结等非线性元件的器件，超导谐振器因其更简易的设计和制造工艺，为研究TLS损耗提供了便捷途径。然而在量子态下精确测量谐振器的TLS损耗存在挑战，这主要源于低信噪比（SNR）和TLS的时间波动性，导致损耗测量的不确定度高达30%以上。 为突破这些限制，该研究团队开发了一种多波长谐振器件，将谐振器长度从标准四分之一波长（λ/4）扩展到Nλ/4（在6GHz频率下N=37）。该设计具有两大优势：通过增加独立TLS的空间平均效应，将TLS波动降低至1/N；同时对于给定腔内能量密度，测量信噪比也提升N倍。多波长谐振器还具有覆盖宽频域的基频与谐波共振模式，可实现TLS损耗频率特性的系统性研究。 该工作制备了硅基铝薄膜多波长与四分之一波长共面波导谐振器，并在10mK和200mK环境下表征其TLS特性。实验结果表明：Nλ/4谐振器测得的功率相关TLS损耗与λ/4谐振器高度吻合，同时将TLS波动导致的测量不确定度降至5%，实现五倍精度提升。得益于低腔内能量密度下改善的信噪比，Nλ/4谐振器还能测量完全未饱和的TLS损耗。此外，对Nλ/4谐振器在4–6.5GHz范围内七个谐波共振的测量显示，TLS损耗在此频段无显著频率依赖性。这些成果凸显了多波长谐振器方法在超导量子电路材料开发中的应用价值。