MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798383560235
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30819559
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530.1
■1001  ▼aDiamond,  Spencer.
■24510▼aQuasiparticles  and  Charge‑Parity  Switching  in  Transmon  Qubits
■260    ▼a[Sl]▼bYale  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a187  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Devoret,  Michel  H.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Yale  University,  2024.
■520    ▼aNonequilibrium  quasiparticle  excitations  (QPs)  are  a  significant  loss  mechanism  inherentto  superconducting  devices.  There  are  two  distinct  mechanisms  by  which  transmon  qubitscouple  to  QPs.  First,  when  QPs  tunnel  across  the  Josephson  junction  (JJ)  of  a  transmon,they  couple  to  the  phase  difference  across  the  junction  and  may  cause  decoherence  of  thequantum  state.  Second,  when  QPs  are  generated  by  a  high‑energy  photon  absorbed  atthe  JJ,  this  process  likewise  may  cause  a  qubit  transition.  Both  of  these  mechanisms  resultin  a  transfer  of  a  single  charge  across  the  JJ,  causing  a  switch  in  the  charge  parity  of  thequbit.  While  these  mechanisms  share  an  experimental  signature  of  a  charge‑parity  switch,the  effectiveness  of  strategies  to  suppress  charge‑parity‑switching  decoherence  depend  onwhich  mechanism  is  responsible.  How  these  charge‑parity‑switching  mechanisms  may  beexperimentally  distinguished,  and  subsequently  suppressed,  is  the  question  answered  bythis  thesis.In  this  dissertation,  we  present  these  distinct  charge‑parity‑switching  mechanisms,  re‑ferred  to  as  NUmber‑conserving  Parity  Switching  (NUPS,  tunneling  of  pre‑existing  QPs)and  Photon‑Assisted  Parity  Switching  (PAPS,  generation  of  QPs  with  photon  absorptionat  the  JJ),  and  demonstrate  their  impact  on  transmon  qubits.  In  doing  so,  we  highlight  theinfluence  of  a  difference  in  the  superconducting  energy  gaps  of  the  aluminum  films  of  thetransmon  on  QP  tunneling.  By  tuning  the  qubit  energy  relative  to  this  gap  difference,  weelucidate  the  contributions  of  PAPS  to  charge‑parity  switching  and  QP  generation.Having  determined  that  both  charge‑parity‑switching  mechanisms  are  occurring  in  thequbit,  we  then  demonstrate  how  both  can  be  suppressed.  PAPS  is  suppressed  by  improvedshielding  and  filtering,  making  it  possible  to  measure  a  charge‑parity‑switching  rate  dom‑inated  by  NUPS.  A  novel  experimental  protocol  for  extracting  the  qubit‑state  dependenceof  the  charge‑parity‑switching  rate  is  then  used  to  demonstrate  that  QP  relax  to  a  cold,thermalized  distribution  despite  their  highly  non‑equilibrium  density.  As  a  result,  NUPSis  suppressed  by  the  gap  difference  of  the  aluminum  films.  We  demonstrate  control  overthis  suppression  by  engineering  the  thickness  of  the  aluminum  films  forming  our  qubits.
■590    ▼aSchool  code:  0265.
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■653    ▼aDecoherence
■653    ▼aQuasiparticles
■653    ▼aQubit
■653    ▼aSuperconductivity
■690    ▼a0599
■690    ▼a0611
■71020▼aYale  University▼bApplied  Physics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-01B.
■790    ▼a0265
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17160150▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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