双岛量子比特中库仑阻塞诱导的准粒子束缚态

我们研究了超导双岛量子比特的低温热力学性质。当器件中的电子数为奇数时，基态对应于束缚在隧穿接触处的本征准粒子。基态与连续激发态之间存在量级为 Josephson 能 E_J 的有限能隙。束缚准粒子态的存在导致 Coulomb 阻塞平台之间过渡区宽度呈现非单调的温度依赖性。最小宽度出现在束缚态的电离温度处，T_i\sim E_J/\ln(\sqrt{\Delta E_J}/\delta)，其中 \Delta 和 \delta 分别为超导能隙和岛上的单粒子平均能级间距。当系统中的电子数为偶数时，我们表明 Josephson 能的 Coulomb 增强可以显著强于单个晶粒与超导引线耦合的情形。如果静电能倾向于单个破损 Cooper 对，则产生的准粒子以指数小于无量纲电导倒数的形式束缚于接触处。