超导量子比特中通过红外屏蔽将准粒子中毒抑制至 10^-11水平

准粒子中毒制约了超导量子比特的性能,限制了量子处理器的相干性和可扩展性。本工作系统性地研究了三种红外屏蔽配置(从专用多层设计到简化实现)下超导量子比特中的准粒子中毒现象。通过测量准粒子诱导的宇称切换,该团队证明,采用改进屏蔽后,切换率被抑制了超过四个数量级。在最佳配置下,切换率随冷却后时间的推移而下降,并在第34天达到0.069 Hz,对应的每对库珀对中的预期准粒子密度为 \(1.88\times10^{-11}\)。据该团队所知,这是文献中迄今报道的最低准粒子密度。剩余的准粒子群体可能主要源于芯片薄膜及周围环境中机械应力释放引发的零星声子爆发。有效量子比特温度随声子浴降至17 mK,使得3 GHz量子比特的初始化误差约为0.01%。这些结果表明,适当的红外屏蔽和热化对于抑制准粒子中毒、实现高相干性、可扩展的超导量子比特系统至关重要。

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提交arXiv: 2026-06-05 14:51

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