态密度(栅极)控制的安德鲁夫分子与传感器
介观与纳米尺度物理
2025-08-07 v1 超导电性
量子物理
摘要
拓扑量子计算通常依赖于在杂合超导体-半导体器件中工程化的拓扑安德鲁夫束缚态(ABSs)，其中栅极控制 offers key advantages。虽然强Zeeman场可诱导此类状态，但另一种方法通过安德鲁夫分子实现——紧密 spaced, 耦合的ABSs，亦是Kitaev链的关键构建块——可实现无需高磁场的拓扑行为。然而，现有安德鲁夫分子通过超导体环中的磁通控制，限制了可扩展性。本文引入一种栅控安德鲁夫分子，通过对一个站点态密度的非局部电气调谐来增强另一个站点的临界电流。这消除了超导体环，提供更好的可调性、可扩展性和灵敏度。我们进一步将此安德鲁夫分子扩展为多站点Kitaev链，以及一种非侵入式传感器，用于解析单个库珀对的电荷以实现parity readout。该平台桥接了可扩展ABSs工程与高灵敏度量子感测之间的鸿沟，推动了构建和parity-readout在拓扑ABS和长Kitaev链 towards拓扑量子比特的开发。
引用
@article{arxiv.2508.04519,
title = {Density of States (Gate) - Controlled Andreev Molecule and Sensor},
author = {Xiaofan Shi and Ziwei Dou and Guoan Li and Dong Pan and Yuxiao Song and Anqi Wang and Zhiyuan Zhang and Xingchen Guo and Xiao Deng and Ruixuan Zhang and Liangqian Xu and Xiao Chen and Yupeng Li and Bingbing Tong and Xiaohui Song and Zhaozheng Lyu and Peiling Li and Fanming Qu and Guangtong Liu and Jianhua Zhao and Li Lu and Jie Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04519},
year = {2025}
}