Superinductor-based ultrastrong coupling in a superconducting circuit
Torras Coloma, Alba (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Cozzolino, Luca (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Gómez-Del-Pulgar-Martínez, Ariadna (Institut de Física d'Altes Energies)
Bertoldo, Elia (Institut de Física d'Altes Energies)
Forn-Díaz, Pol (Institut de Física d'Altes Energies)

Date:	2025
Abstract:	We present an ultrastrong superinductor-based coupling mechanism in a circuit consisting of a flux qubit galvanically coupled to an LC resonator. The coupling inductor is fabricated with granular aluminum, a superinductor material able to provide large surface inductances. Despite the low persistent current exhibited by the qubit, I = 11. 6nA, spectroscopy measurements reveal a Bloch-Siegert shift of 23MHz and a coupling fraction of g / ω ≃ 0. 13, entering the perturbative ultrastrong coupling regime. An independent estimate of the coupler inductance by low-temperature resistance measurements leads to L = (0. 74 ± 0. 14) nH, which is compatible with g / ω ≳ 0. 1. Our results show that superinductors are a promising resource to study ultrastrong coupling physics in high-coherence circuits using flux qubits with small loop areas and low persistent currents.
Grants:	Agencia Estatal de Investigación RYC2019-028482-I Agencia Estatal de Investigación PCI2019-111838-2 Agencia Estatal de Investigación PID2021-122140NB-C31 Agencia Estatal de Investigación PCI2024-153468 European Commission 899561 Generalitat de Catalunya 2020/DI-41 Generalitat de Catalunya 2024/DI-00004
Note:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Note:	CERCA Programme/Generalitat de Catalunya; European Union NextGenerationEU (No. PRTR-C17.I1)
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Bloch-Siegert shift ; Coupling inductors ; Coupling mechanism ; Flux qubits ; Large surfaces ; LC resonators ; Low-temperature resistance ; Persistent currents ; Spectroscopy measurements ; Superconducting circuit
Published in:	Applied physics letters, Vol. 127, Num. 21 (November 2025) , art. 214002, ISSN 1077-3118

DOI: 10.1063/5.0293790

7 p, 2.6 MB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)
Articles > Research articles
Articles > Published articles