Mitigation of RF-Induced Critical Current Shifts in NbN Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Trapped-Ion Readout

Physical Review Applied - APS Journals. 2026. Vol. 25. No. 4. Article 044091.

Suleimen Y., An P. P., Седых К. О., Podlesnyy A., Zarutskiy S. Y., M. Makhlouf

Интеграция сверхпроводящих нанопроволочных детекторов одиночных фотонов (SNSPD) для считывания состояния в квантовых процессорах на основе захваченных ионов затруднена их чувствительностью к электромагнитным помехам от радиочастотных (РЧ) полей, захватывающих ионы. Мы демонстрируем комплексную стратегию смягчения для SNSPD на основе нитрида ниобия (NbN), которая сочетает в себе проводящий, оптически прозрачный экран из легированного оловом оксида индия (ITO) с нанопроволокой оптимизированной геометрии. Наши результаты показывают, что нанопроволока шириной 300 нм демонстрирует большую устойчивость к РЧ полям по сравнению с устройством шириной 100 нм, поддерживая
более высокий относительный критический ток при увеличенных амплитудах РЧ. Мы также реализуем фазово-когерентную активную технику подавления РЧ, которая восстанавливает 92% невозмущенного критического тока детектора при РЧ поле 2π×25 МГц. На основе этих результатов мы демонстрируем возможность проектирования SNSPD для обеспечения совместимости с радиочастотной средой ловушек на основе поверхностных электродов. Этот комбинированный подход обеспечивает надежную стратегию интеграции SNSPD в системы захваченных ионов, что является критическим шагом на пути к масштабируемой обработке квантовой информации.

Ключевые слова: SNSPD, niobium nitride (NbN), ion-trapping radio-frequency (RF)