具有交错磁约瑟夫森结的宇称保护超导量子比特的全栅压控制

宇称保护的超导量子比特提供固有的长相干时间，但许多当前的实现需要磁通偏置，这引入了磁通噪声、控制开销和有限的可扩展性。在此，我们提出了一种基于栅压可调的超导体-交错磁体-超导体约瑟夫森结的宇称保护量子比特。交错磁体是具有动量依赖自旋劈裂和零净磁化强度的补偿磁体，无需外部磁场即可提供自旋依赖的功能。在所提出的结中，两个自旋扇区获得相反的相移，产生两个约瑟夫森通道，其干涉通过化学势进行电学控制。在调谐的$0$-$\pi$转变处，第一约瑟夫森谐波被强烈抑制，而第二谐波占主导，产生具有两个近乎简并的相反库珀对宇称态的双阱势。对于现实的gatemon兼容参数，我们估计相干时间可达数十毫秒，同时保持完全栅控的量子比特操作。这些结果确立了交错磁约瑟夫森结作为实现具有局域、可扩展和全电学控制的受保护超导量子比特的有前景途径。