按比例增加基于transmon量子位的超導量子電路，必須大幅提高量子位的相干時間。近年來，鉭(Ta)已經(jīng)成為transmon量子位的一個有前途的候選材料，在相干時間方面超過了傳統(tǒng)的同類材料。然而，非晶表面Ta氧化物層可能引入介電損耗，最終限制了相干時間。
布魯克海文國家實驗室Mingzhao Liu、Yimei Zhu和西北太平洋國家實驗室Peter V. Sushko等提出了一種使用超薄鎂(Mg)覆蓋層抑制氧化鉭形成的新方法。
本文要點：
（1）
基于同步加速器的X射線光電子能譜(XPS)研究表明，氧化物被限制在Mg/Ta界面正下方的極薄區(qū)域。此外，作者證明了薄Ta膜的超導性質(zhì)在Mg覆蓋后得到了改善，表現(xiàn)出向超導和磁有序狀態(tài)的更尖銳和更高的溫度轉(zhuǎn)變。此外，我們建立了原子尺度的機制理解的作用，在保護鉭氧化的基礎(chǔ)上計算模型。
（2）
這項工作為表面氧化鉭的形成機制和功能提供了有價值的見解，并為降低超導量子材料的介電損耗提供了一種新的材料設(shè)計原則。最終，作者的發(fā)現(xiàn)為實現(xiàn)大規(guī)模、高性能的量子計算系統(tǒng)鋪平了道路。
參考文獻:
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DOI: 10.1002/adma.202310280
https://doi.org/10.1002/adma.202310280
