受扰乱 Josephson 阵列中集体量子相位

我们研究了受扰乱的锯齿形小量子 Josephson 阵列中发生的集体量子相位及量子相变。通过将 $\alpha E_\mathrm{J}$ 符号不同的 $0$- 与 $\pi$- Josephson 阵列以周期方式排列来引入扰乱，扰乱参数 $f=(1-\alpha)/2$ 控制了系统势能景观的复杂性。在非扰乱 regime ($f<f_\mathrm{cr}=0.75$) 中，势能只有单个全局极小值；而在扰乱 regime ($f>f_\mathrm{cr}=0.75$) 中，势能拥有大量相等的极小值。我们关注相干量子 regime，识别了若干集体量子相位：非扰乱 regime 中的无序（绝缘）相和有序（超导）相，以及扰乱 regime 中由涡旋和反涡旋组成的高度纠缠模式。这些集体量子相由扰乱参数 $f$、Josephson 耦合以及阵列和岛屿的充电能控制。我们通过表征由局部磁化量子力学相关函数（在空间和时间上解析）所描述的受扰乱 Josephson 阵列的量子动力学来绘制控制参数相图。