高通量关联测量揭示约瑟夫森结中两级缺陷密度的结构调控

约瑟夫森结(JJs)中的材料缺陷(常被称为两级系统TLS)会与超导量子比特耦合,是可扩展量子处理器发展的关键瓶颈。尽管其重要性已被广泛认知,但理解TLS的微观来源及如何抑制它们仍是重大挑战。本研究展示了一种高通量、关联性的方法,用于追踪约瑟夫森电路中强耦合TLS的微观结构起源。该团队构建了包含6000个Al/AlOx/Al约瑟夫森结的TLS数据集及600余幅原子分辨率透射电镜图像,通过统计方法将制备工艺、微观结构与TLS发生关联,揭示了铝电极厚度、铝晶粒尺寸与TLS密度间的强相关性。据此,研究人员通过调整电极制备参数实现了TLS数量减少三分之二。这些成果建立了一种坚实的数据驱动方法,用于理解和控制量子电路缺陷,为显著降低TLS密度开辟了新途径。

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提交arXiv: 2026-02-12 01:01

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