白皮书分享：高性能量子比特表面工程

2021-09-17 11:11:22 牛津仪器科技（上海）有限公司

白皮书简介

许多量子计算领域的顶尖研究团队和公司研究了表面工程对超导谐振器和量子比特性能的影响。

该领域的大量文献表明，即使是最简单的量子计算机单元—超导LC谐振器，哪怕极小的工艺制备误差都会对器件性能产生显著影响。器件表面处理被认为是制备各类高性能量子器件的关键，包括色心、离子阱（可能受到表面电场噪声的影响）、光量子和量子点。

为了制备高质量的超导谐振器和量子比特，必须对如下三种关键表面或界面加以控制，分别是：

超导金属-衬底界面(MS)；
超导金属-空气界面(MA)；
衬底-空气界面(SA)。

本白皮书将聚焦超导量子器件系统的表面工程，但所述的许多优化原理和策略也同样适用于其他量子与经典系统。同时，我们也将回顾表面和界面如何对损耗产生强烈的影响，以及如何利用等离子体处理对这些损耗加以控制。

摘要

在量子计算的科技变革浪潮中，牛津仪器始终处于关键核心位置。从创建量子芯片的超低温运行环境到各类量子器件的先进精密制造，我们深入理解并解决了这些挑战。牛津仪器等离子体技术致力于开发量子材料与器件结构的制备工艺解决方案，与国际领先的研究者们已有近40年的合作经验。牛津仪器工艺数据库拥有超7000个工艺菜单，涵盖各类元素和材料化合物。我们与量子学界一直保持着密切的合作，掌握高性能量子器件表面处理技术，以最大限度地减少处理中产生的损耗。在这篇白皮书中，我们将回顾表面和界面如何对损耗产生强烈的影响，以及如何利用等离子体处理对这些损耗加以控制。

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