Bifluxon：通子宇称保护的超导量子比特

我们开发并表征了一种对称性保护的超导量子比特，其同时对电荷噪声与磁通噪声引起的能量弛豫以及磁通噪声引起的退相干实现指数抑制。该量子比特由一个库珀对盒（CPB）经超电感分流构成，从而形成超导环路。若 CPB 岛上的偏移电荷为奇数个电子，则量子比特势对应于 $\cos \phi / 2$ Josephson 元件的势，通过 Aharonov-Casher 干涉保持环路中通子（fluxon）的宇称。在此 regime 下，逻辑态波函数居于相空间的不相交区域，从而确保对能量弛豫的保护。通过开启保护，我们观察到弛豫时间增加十倍，达到最高 $100 \mu \mathrm{s}$。尽管该量子比特对电荷噪声敏感，但其敏感性相较电荷量子比特大幅降低，且当前器件的电荷噪声诱导退相干时间超过 $1 \mu \mathrm{s}$。在下一代器件中，可通过将若干 $\cos \phi / 2$ Josephson 元件组合成小型阵列来实现完整的退相干保护。