量子電腦硬體
在限制超導量子位元能量弛豫時間 T1 的因素中，與薄膜沉積、表面處理等製程特別相關的是下列何者？
- ATransmon 的非簡諧性太大，無法選擇性地操作 |0⟩ 與 |1⟩ 之間的躍遷
- B鋁的超導轉變溫度低於稀釋冷凍機的最低溫度
- C基板與金屬的表面、介面上非晶氧化膜等之中，稱為二能階系統（TLS）的缺陷所造成的介電損耗
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正確答案：C. 基板與金屬的表面、介面上非晶氧化膜等之中，稱為二能階系統（TLS）的缺陷所造成的介電損耗
超導量子位元的電場會通過基板與金屬的介面、金屬與基板的表面、約瑟夫森接面的氧化膜等處。這些地方的非晶材料中，有許多原子排列在 2 種配置之間擾動的二能階系統（TLS）缺陷，會吸收量子位元的能量而縮短 T1。因此，基板清洗、減少表面氧化膜的處理、膜材料的選擇（如鉭）、讓電場不易集中在表面的電極形狀等，都有助於改善相干性。這與在 MOSFET 的閘極絕緣膜中減少介面缺陷的作法很相似，是材料與製程的課題。
- A. 非簡諧性越大，越容易只選擇 |0⟩ 與 |1⟩ 之間的躍遷來操作，並不是縮短 T1 的因素。
- B. 鋁在約 1.2 K 成為超導體，遠高於約 10 mK 的工作溫度，因此能正常進入超導狀態。
- C. 正確。減少表面與介面缺陷的材料與製程改善，有助於提升 T1。