超导量子比特奇极化态下的Andreev束缚态

Josephson效应的量子力学是超导电路量子技术的核心要素。近期预测表明，当准粒子被囚禁在Andreev束缚态中时，奇极化子态下的Josephson量子力学与偶极化子态下的传统情形根本不同。此后研究重点转向被电磁环境（由若干玻色模组成，包括欧米克环境）包围的Josephson结。本文考虑另一种情况：由单个Josephson结构成的超导量子比特，其环境仅为电容。我们发现，奇极化子势能区低能离散态具有全新的结构，与偶极化子势能区出现的结构截然不同。我们对束缚态谱进行了研究，涵盖从库仑主导（Cooper对箱）到Josephson主导（transmon） regimes。我们的预测可通过实验进行测试，实验使用的是 superconductor/半导体/superconductor 结，近年来以纳米线以及二维电子气形式广受关注。