通过能带工程增强超导电路相干性

在被约瑟夫森结中断的超导电路中，能谱对不同岛上加性电荷的依赖通过 Aharonov-Casher 效应具有 $2e$ 周期性，并类似于反映约瑟夫森势对称性的晶体能带结构。我们表明，由 $\cos(2\varphi)$ 能相关系描述的高次约瑟夫森元件提供了更大的自由度来剪裁约瑟夫森势的形状，并设计在电荷布里渊区中具有平带多重态和狄拉克点的能谱。平带提供对噪声不敏感的量子态，能带工程有助于改善系统的相干性。我们讨论了一种改进的通量量子比特，其原则上可实现无电荷噪声退相干，并引入了一种展现自旋一狄拉克能谱且同时对电荷和磁通噪声均具有鲁棒性的通量 qutrit。