钽空气桥

耐酸碱腐蚀

用钽替代常规空气桥材料，借助其耐酸碱特性实现全钽元素超导量子处理器，以提升可扩展性和相干性能。

Bu, Kunliang · Huai, Sainan · Zhang, Zhenxing · Dengfeng, Li · Yuan, Li · Jingjing, Hu · Yang, Xiaopei · Maochun, Dai · Cai, Tianqi · Zheng, Yicong · Zhang, Shengyu

npj Quantum Information 2025

参数信息

中位T1

100 μs

单量子位门保真度（独立）

99.95 %

单量子位门保真度（同时）

99.94 %

受控Z门保真度

99.2 %

技术优势

全钽工艺兼容

用铝作牺牲层隔开两层光刻胶，刻蚀后再沉积钽，从而避免了钽与光刻胶的化学反应，能够制备独立的或全封闭的钽空气桥。

多种功能验证

实验表明这些钽空气桥可用作控制线跳线、地平面跨接和耦合元件，显示了在超导量子处理器中的广泛适用性。

高保真度验证

在分离的双量子位芯片上实现了超过99.2(2)%的受控Z门保真度，满足可扩展量子计算和量子纠错的容错阈值要求。

应用场景

• 超导量子处理器：直接作为跳线、跨接或耦合元件集成，免去自研钽工艺。
• 量子误差校正：受控Z门保真度超过容错阈值，支撑表面码等纠错方案。
• 量子计算硬件：全钽元素减少材料界面损耗，提升处理器相干性和可扩展性。
• 量子器件表征：提供T1、单双量子位门保真度等基准数据，便于比较器件性能。