Supraleitende Qubit-Forscher: Bewegen sich Ihre TLS?

Ich habe ein supraleitendes System mit zehn Qubits, von denen jedes mit Gleichstrom eingestellt werden kann.

Eine der Hauptaufgaben für eine kohärente Manipulation der Qubits besteht darin, gute Leerlauffrequenzen und Betriebspunkte für verwickelte Tore zu finden. Diese Bemühungen werden durch Zwei-Ebenen-Systeme (TLS) verwechselt, die eine schnelle Energierelaxation bewirken und allgemeine Verwüstungen bei der kohärenten Manipulation anrichten.

Ich habe lange Zeit damit verbracht, einen guten Satz von Leerlauffrequenzen und Betriebspunkten zu finden, während ich die Standorte der TLS berücksichtigte, und dann kam ich eines Tages ins Labor und sie waren umgezogen! Ich musste von vorne anfangen.

Ich möchte mehr darüber erfahren, wie und warum sich TLS bewegt und ob es möglich ist, die Bewegung zu steuern. Im Rahmen meiner Forschung möchte ich die Community befragen und sehen, wie die Erfahrungen anderer Menschen mit diesem Problem sind.

Die Resonanzfrequenzen von TLS schwanken aufgrund ihrer Wechselwirkung mit benachbartem TLS, die durch elektrische Dipolwechselwirkung oder die lokale mechanische Belastung im Material auftritt. Wenn ein TLS mit niedriger Energie (unter kB * T) beteiligt ist, kann dieser seinen Zustand aufgrund thermischer Aktivierung zufällig ändern. Die resultierende Änderung des lokalen elektrischen Feldes oder der lokalen Dehnung kann auch TLS bei höherer Energie verstimmen, die innerhalb des Qubit-Abstimmbereichs liegen. Hier ist ein theoretisches Papier dazu: https://arxiv.org/abs/1503.01637

Dieser Prozess wird als "spektrale Diffusion" bezeichnet und kann wahrscheinlich nur durch Verbesserung der Schaltungsmaterialien zur Verringerung der TLS-Dichte (und damit der Wechselwirkungen) vermieden werden. Aber auch ohne thermische Prozesse kann ein TLS in einem langlebigen metastabilen Potentialtopf eingeschlossen sein, aus dem das Entweichen durch Tunneln Stunden, Tage oder sogar Jahre dauern kann.

TLS kann in der Frequenz verstimmt werden, indem die mechanische Belastung in der Probe gesteuert wird. Weitere Informationen zu TLS-Wechselwirkungen finden Sie in diesem Dokument: https://www.nature.com/articles/ncomms7182

Hier ist ein Übersichtsartikel, der die Dekohärenzwirkungen von TLS auf supraleitende Qubits und Resonatoren zusammenfasst: https://arxiv.org/abs/1705.01108