Hacia la implementación experimental de un protocolo de entrelazamiento en circuitos cuánticos superconductores
En este trabajo se dieron los primeros pasos hacia la implementación experimental de un protocolo para generar entrelazamiento entre dos qubits superconductores. El protocolo está basado en el empleo de interferometría de Landau-Zener-Stuckelberg (LZS) en un sistema de dos qubits acoplados mediante...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1138/1/1Curci.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se dieron los primeros pasos hacia la implementación experimental de un protocolo para generar entrelazamiento entre dos qubits superconductores. El protocolo está basado en el empleo de interferometría de Landau-Zener-Stuckelberg (LZS) en un sistema de dos qubits acoplados mediante un resonador microondas. En función de este objetivo general, la tesis está dividida en dos partes: por un lado un trabajo de modelado y diseño, destinado a entender el protocolo y los parámetros más importantes. Por otro lado, una aspecto más experimental de diseño de resonadores microondas y de crecimientos de films superconductores para la fabricación de los circuitos.
En la primera parte de la tesis, discutimos los conceptos necesarios para entender el protocolo de generación de entralazamiento y presentamos resultados de simulaciones de interferometría LZS en diferentes casos. Las simulaciones se realizaron con parámetros
cercanos a los experimentales. En particular, adoptamos los parámetros típicos del fluxonium, un tipo de arquitectura de qubit de flujo basada en superinductores.
En la segunda parte avanzamos en el diseño de resonadores microondas, esenciales para el acoplamiento de los qubits y para la lectura del estado del sistema. Realizamos simulaciones de resonadores constituidos por líneas de transmisión coplanares utilizando
un software denominado SONNET. Obtuvimos los parámetros de diseño para fabricar resonadores λ/4 de frecuencia de resonancia variable en el rango de las microondas y de factor de calidad controlable. Ambas condiciones necesarias para el sistema de interés. Este es un primer resultado importante que se requiere para la fabricación. Respecto al crecimiento de películas delgadas de superconductores, fabricamos films de Al y de aluminio granular (AlGr) mediante sputtering. El AlGr se caracteriza por poseer una alta inductancia cinética, lo cual lo convierte en un candidato ideal para fabricar superinductores, con los que a su vez pueden implementarse fluxoniums. Fabrique muestras durante una pasantía en Francia en CEA-Saclay y habiendo aprendido el proceso lo implementamos en la Sala Limpia del Centro Atómico Bariloche. En la tesis mostramos los detalles del crecimiento de los films, presentamos una discusión de las propiedades de las muestras en función de los parámetros de control del proceso, como presión y concentración de oxígeno, y además presentamos un análisis preliminar de las estrategias para implementar circuitos mediante litografía y técnicas de microestructuración. Como un resultado importante de la tesis, logramos obtener muestras de aluminio granular con una temperatura crítica de transición superconductora superior a 2 K. |
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