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

Physical Review Applied - APS Journals. 2026.

Махлуф М.

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)