3D integration of superconducting quantum systems – part 2: Interposer tier with superconducting TSVs and qubits

ORAL

Abstract

As quantum systems reach the scale needed for a broad range of quantum computing applications, engineers are addressing the challenge of developing robust systems-level readout and control of multi-qubit systems. The interposer in the 3-stack integration approach provides access to multi-level superconducting circuitry through superconducting through-silicon vias (TSVs) while preserving qubit performance by isolating the qubits from lossy dielectrics in the routing tier. Our active interposer also provides additional levels for resonators and qubits to be integrated into the system and enables novel circuit elements that incorporate TSVs. We present our fabrication process for this active interposer tier, as well as characterization data for superconducting TSVs and qubits.

*This research was funded in part by the Office of the Director of National Intelligence (ODNI), Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) and the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) under Air Force Contract No. FA8702-15-D-0001. The views and conclusions contained herein are those of the authors and should not be interpreted as necessarily representing the official policies or endorsements, either expressed or implied, of the ODNI, IARPA, DARPA, or the U.S. Government.

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Presenters

  • Donna-Ruth Yost

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

Authors

  • Donna-Ruth Yost

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Cyrus Hirjibehedin

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Jonilyn Yoder

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory
    • Massachusetts Institute of Technology MIT

  • Justin L Mallek

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Danna Rosenberg

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Mollie Schwartz

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Rabindra Das

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Vladimir Bolkhovsky

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Alexandra L Day

    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Evan Golden

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Thomas Hazard

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Department of Electrical Engineering, Princeton University
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • David K Kim

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory
    • Massachusetts Institute of Technology MIT

  • Jeffrey M Knecht

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Alexander Melville

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Bethany Niedzielski

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory
    • Massachusetts Institute of Technology MIT

  • Meghan Purcell-Schuldt

    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Ravi Rastogi

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Kyle Serniak

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT-Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Steven Weber

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Wayne Woods

    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Scott Zarr

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • Andrew James Kerman

    • MIT Lincoln Laboratory
    • MIT Lincoln Lab
    • Lincoln Laboratory, MIT
    • MIT - Lincoln Laboratory

  • William Oliver

    • MIT Lincoln Laboratory
    • Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology
    • Research Laboratory of Electronics, MIT Lincoln Laboratory, Department of Electrical Engineering and Computer Science
    • MIT Research Laboratory of Electronics, MIT Lincoln Laboratory, MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science
    • Massachusetts Institute of Technology MIT
    • Massachusetts Institute of Technology
    • Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology
    • Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, MIT Lincoln Laboratory
    • MIT
    • MIT, MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Lab
    • MIT Lincoln Lab, Massachusetts Institute of Technology
    • Research Laboratory of Electronics, Department of Electrical Engineering and Computer Science, and Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology. MIT Lincoln L
    • Department of Physics, Department of Electrical Engineering & Computer Science, Research Laboratory of Electronics, MIT Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technol
    • Lincoln Laboratory, Research Laboratory of Electronics, and Department of Electrical Engineering & Computer Science, MIT