电子-电子相互作用与自旋轨道耦合对量子点 Josephson 结中 Andreev 对量子比特的影响

我们研究了具有自旋轨道耦合和高能轨道隧穿项的相互作用量子点 Josephson 结的超导 Anderson 杂质模型。这些要素确立了在有限超导相位偏置下无外加磁场时实现自旋极化所需的条件。该哈密顿量此前已被用于对 Andreev 自旋量子比特进行建模，其中量子信息编码于自旋奇宇称亚能隙态中。在此，我们转而分析偶宇称部分，即基于 Andreev 束缚态（ABS）的 Andreev 对量子比特。该模型使用零带宽近似和数值重整化群求解，并从变分计算中获得进一步洞见。电子-电子相互作用将单占据的 Yu-Shiba-Rusinov (YSR) 成分混入 ABS 态，从而在自旋轨道耦合存在时极大地增强了自旋跃迁。因此，ABS 态对局部磁场涨落变得敏感，这对 Andreev 对量子比特的退相干具有启示意义。对于强相互作用 $U$，特别是在 $U \sim 2\Delta$ 时 ABS 与 YSR 机制的渡越区域，电荷、自旋和电感跃迁均可变强，为自旋控制和量子转换提供了途径。